环球科学：橘猫为何通常是雄性，而三花猫是雌性？科学...

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　　· 动物学 ·

　　橘猫为何通常是雄性，而三花猫是雌性？科学家找到了关键原因

　　据《科学》新闻（Science news）消息，长期以来，科学家一直对玳瑁猫和三花猫着迷：它们是黑猫和橘猫的后代，且几乎都是雌性。而黑猫和橘猫的雄性后代通常是单色的，因为它们只继承了父母之一的X染色体。这也表明使猫皮毛呈橘色或黑色的基因变异位于X染色体上。而雌性猫从每个父母那里继承了一个X染色体，由于X染色体的随机失活（细胞随机选择失活一条X染色体），进而同时出现了黑色和橘色的斑点。

　　一个研究团队从绝育诊所中收集了4个橘猫和4个非橘猫胎儿的皮肤样本。通过测量样本中皮肤细胞的基因表达，他们发现橘猫的黑色素细胞中Arhgap36基因（位于X染色体）产生的RNA，是非橘猫的13倍。当研究人员检查橘猫Arhgap36基因的序列时，他们发现这一基因并不存在突变，但附近缺失了一段DNA，该基因表达的蛋白质数量因而受到了影响。研究人员随后分析了188只猫的基因组数据库，发现每只橘猫、三花猫和玳瑁猫都具有完全相同的突变。研究人员本月在预印本平台bioRxiv上发表了这一发现。

　　日本九州大学的研究人员从日本的24只野猫和宠物猫，以及世界各地收集的258只猫基因组中，发现了相同的基因存在缺失，证实了上述发现，研究也于近期发表于bioRxiv。他们还发现，三色猫皮肤中橘色区域的Arghap36基因产生的RNA含量，要高于棕色或黑色区域。而两个研究团队均发现，增加黑色素细胞中Arhgap36表达蛋白质的数量会降低黑色素产生，激活一条分子途径，让细胞产生褐黑素（常见于红色和黄色毛发）。这一发现不仅对猫的遗传学研究具有重要意义，也可能对理解其他物种的毛色遗传机制有所贡献。（Science news）

　　· 材料学 ·

　　刚性好的聚合物拉伸性不一定差，新研究改写了材料学教科书

　　聚合物的刚度和可拉伸性犹如跷跷板的两端，总是难以两全，因为它们的基础都是聚合物链的交联密度。然而近日，弗吉尼亚大学的研究团队研发了一种新型聚合物材料，能够将刚度和可拉伸性解耦，在不牺牲刚度的情况下增强可拉伸性，打破了传统材料科学的观念。论文发表于《科学·进展》（Science Advances）杂志。

　　研究人员设计了一种新型“可折叠瓶刷状聚合物网络”，具有许多从中心骨干向外辐射的柔性侧链。这种结构的主体可以像手风琴一样折叠和展开，使其能够比标准聚合物拉长多达40倍。而材料的刚度则由侧链决定，从而解耦了两种特性，实现刚度和拉伸性的独立控制。这项研究不仅为设计刚度和可拉伸性俱佳的聚合物材料提供了通用策略，而且还可以通过3D打印，为软体机器人、可穿戴电子设备等领域的应用提供新的可能性。（University of Virginia）

　　· 新技术 ·

　　从咸水中提取锂的高效且环保的方案

　　锂是电动汽车电池用到的关键金属。现有开采锂的技术多将地下含锂盐水抽入巨大的浅水池，待太阳蒸发大部分水浓缩盐水后，再加入化学物质，使锂以固体碳酸锂的形式沉淀出来。这种方法比从岩石中开采锂收益更大，但效率极低，且蒸发池建造和维护成本高昂。根据《科学》新闻（Science news）消息，研究人员正尝试用电力替代阳光，最近的一系列实验结果支持了这种想法。

　　电解盐水方法的问题在于消耗大量电力，且大部分用在了生成氧气的反应，同时盐水中的氯离子也会在电极处缓慢反应形成氯气。一项11月6日发表于《物质》（Matter）的研究提出，在电解反应开始阶段，将生成的氢气注入盐水室，以缓解这些问题的设置方法。另一项11月11日发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的研究提出了一种三室装置，也能在此过程中抑制氯气的产生。

　　此外，10月24日发表于《自然·水》（Nature Water）的一项研究提出的另一项方案，通过在反应前使电极充满氯化银，最终实现在提纯锂的同时发电，而不是消耗电力，尽管这种方法提纯锂的速度相比《物质》这项研究慢一倍。9月27日发表于《科学》的一项研究则在更大规模测试了这种方法，他们未使用银电极，而是磷酸铁材料制成的电极。他们的装置不会产生净电力，但实验规模比实验室中典型的台式设备大了10万倍。这些研究提供了更高效、更环保的提纯锂的方案，并展示了其商业化前景。（Science news）

　　· 古生物学 ·

　　粪便证据记录了恐龙的崛起

　　索尔蒂科夫早侏罗世生态系统中食草、食蕨类的蜥脚类恐龙的艺术重现图。图片来源：Marcin Ambrozik

　　化石记录显示，恐龙在三叠纪中期（2.47亿年至2.37亿年前）演化而来。但直到约3000万年后的侏罗纪早期，恐龙才开始统治陆地生态系统。许多非恐龙四足动物（有四肢的脊椎动物）在这一时期被取代，但是什么原因使恐龙统治生态系统仍然未知。最近，《自然》（Nature）发表的一篇论文报告，粪便和呕吐物的化石样本被用来重建恐龙崛起成为地球古代生态系统主导者的过程。

　　研究人员利用波兰盆地晚三叠世至早侏罗世的500件消化物（如粪便或呕吐物）化石——即食渣化石或粪化石（bromalite）——重建了食物网，研究了这一转变。对这些遗留物的分析（包括对其内部结构进行三维成像来揭示未消化的食物内容）与现有化石记录作比较，加上气候和植物数据，来估计脊椎动物在这一时期体型和丰富度的变化。数据表明，早期恐龙的杂食祖先取代了非恐龙四足动物，在三叠纪末期，这些杂食祖先演化成最早一批食肉和食草恐龙。作者认为，在这一时期，与火山活动增加有关的环境变化可能令可食用的植物种类更加多样化，随后出现了体型更大、种类更多的食草恐龙。这反过来又导致到侏罗纪时演化出更大的食肉恐龙，完成了恐龙统治生态系统的转变。这一分析为恐龙兴起称霸波兰盆地生态系统带来了新见解。用这一方法进一步研究可能有助于阐明世界其他地区的演化历史。

　　· 神经科学 ·

　　改变研究策略，或可以得到更准确的结论

　　全脑关联研究（Brain-wide association studies，BWAS）是一种利用核磁共振成像来探究大脑-行为关联的基本工具。然而，它的可复制性（replicability）较低——结果难以被其他研究人员复制。可复制性由标准化效应量和样本量共同决定。提高可复制性的最直接的方式是增加研究的样本量，但在实际操作中，往往难以实现如此大规模的样本研究。近期，一项发表在《自然》（Nature）杂志上的研究表明，改变研究策略和采样方案可以提升神经科学研究的可复制性，得出更可靠的结论。

　　此项新研究分析了来自生命周期脑图表联盟（Lifespan Brain Chart Consortium）的63项研究中的接近8万份脑部扫描图像。研究人员发现，有策略地选择研究对象能够提高结果的可靠性。例如，在研究与衰老相关的大脑变化时，可以纳入更多年轻与年长的参与者，而不是随机抽样或者主要选择中年参与者。他们还发现，重复扫描同一人的大脑可以提高某些脑部测量的可靠性，但会降低其他测量的可靠性，具体的影响取决于研究内容。这一发现为将来的脑成像研究设计提供了思路。

　　撰写：不周、clefable、时小舟、马良骥