探秘

科學家揭示大、小熊貓趨同演化遺傳學機制

熊貓和小熊貓屬于食肉目不同的科：大熊貓屬于熊科，而小熊貓屬于鼬超科中的小熊貓科，二者分歧已有4000多萬年。盡管其系統發育關系較遠。它們卻演化出相同的食竹食性；更為有趣的是，這兩種熊貓的前掌還演化出一個特殊的結構——偽拇指，以幫助抓握竹子。是適應性演化和趨同演化的經典案例。然而，偽拇指形成的分子機制一直難以揭示。

為揭示大熊貓和小熊貓形態性狀和生理性狀趨同的遺傳學機制，中國科學院動物研究所研究員魏輔文領導的研究團隊首次對小熊貓全基因組進行從頭測序、組裝和注釋，并通過補充測序對大熊貓基因組進行了重新組裝，組裝質量比之前版本有了較大提升?；蚪M水平的系統發育分析顯示，大熊貓屬于熊科，而小熊貓屬于鼬超科，結果支持之前分子水平的分類結論，且二者分歧時間可追溯到4750萬年前。

在全基因組測序的基礎上，他們采用比較基因組學方法從基因組水平進行了大熊貓和小熊貓趨同演化的分子機制解析。在全基因組水平，他們鑒定了70個大、小熊貓適應性趨同的基因，其中部分基因富集在纖毛組裝、肢端發育、蛋白消化與吸收、視黃醇代謝等類別或通路，與大、小熊貓偽拇指發育和對竹子中必需營養物質吸收利用密切相關。參與細胞纖毛結構組裝的肢端發育基因DYNC2H1和PCNT是調控熊貓偽拇指發育的重要基因；與必需氨基酸、必需脂肪酸和維生素吸收利用相關的基因也發生了適應性趨同，可增強熊貓從竹子中汲取必需營養物質以適應低營養的竹子食物。

在全基因組水平的假基因化分析中，他們鑒定了10個大、小熊貓共有的假基因，其中包含感知肉味的鮮味受體基因TASIR1。TASlR1在大、小熊貓中均發生了假基因化，而其他食肉動物的該基因正常，呈現了一個有趣的食性特化驅動的遺傳趨同事件。進一步分析顯示，小熊貓TASlR1基因發生假基因化的時間應該在小熊貓食性轉換為部分植食之后。該研究從代謝通路、蛋白趨同到假基因化等不同水平揭示了大熊貓和小熊貓形態與生理性狀趨同的遺傳學機制，為趨同演化這一演化生物學熱點問題分子機制的揭示提供了新的案例。

美國核能公司開發迷你核電站

近日，俄勒岡州核能公司NuScale向核管制委員會（NRC）遞交設計申請，宣稱已經設計出模塊化迷你核電站。每座核反應堆都可以被安裝在卡車上。但它依然有9層樓那么高。NuScale宣稱，這種設計更加安全，每個迷你核反應堆使用更少的鈾燃料，它還可以沉入地面以下，上面蓋上保護性建筑。

NuScale公司總部位于波特蘭市，如果NRC能夠批準它們的申請，他們將開始動工建造迷你核電站。每座NuScale的迷你核反應堆可輸出50兆瓦電量。目前美國最小的核電站位于內布拉斯加州的卡爾洪堡，那里的核反應堆可發電479兆瓦。

真正的核電站需要1座以上的核反應堆聯合發電，同時需要工程師協調運營。NuScale核電站的模塊將在工廠中預裝，然后運送到指定地點。

該公司宣稱，他們的核電站組裝起來更簡單，場外組裝也可節省成本，因此模塊可被運送到核電站所在地安裝。此外，NuScale核電站建設時間更短，成本也更低，因為其只需數百人，無需數千人施工。NuScale的迷你核反應堆沒有冷卻泵，外部蒸汽發生器容器或更大的冷卻劑管道，都可以幫助降低成本。

NuScale公司表示，他們的模塊化核電站比普通核電站更安全。他們的核反應堆存在真空裝置，可最大化減少熱量損失、限制氧含量以及預防零部件腐蝕。與常規核反應堆相比，迷你核反應堆使用的燃料更少，融化的危險更低。它的整體設計包括核反應堆、蒸汽發生器、穩壓器，利用自然循環機制意味著，它不需要更大的反應堆冷卻泵。它的安全殼淹沒在水池中，水池位于抗震建筑之下。

然而，迷你核電站發電成本也更加昂貴。核材料管理協會和憂思科學家聯盟成員、核科學家埃德溫·利曼表示，這是因為受到規模經濟原則所限。設施規模越大，其單位生產的價格越低。加入你將設施規模擴大一倍，發電能力也會提高一倍，但設施的資本成倍并未加倍，為此發電成本也更加便宜。

利曼表示，小型模塊化核反應堆違反了規模經濟原則，但NuScale宣稱其擁有其他優勢，比如模塊化建造方式，這讓核電站的建設更便宜?？墒?，這種說法還未得到證實。利曼還稱，NuScale的燃料或設計并沒有技術優勢，也沒有比傳統核電站更高效地利用鈾燃料。

金星大氣層發現巨大弓形結構

英國《自然·地球科學》雜志1月16日在線發表的一項研究稱，日本宇宙航空研究開發機陶（JAXA）的“拂曉”號（Akatsuki）探測器，在金星高速移動的大氣層中發現了一個巨型靜態結構。這一意外發現表明，金星的大氣動力學情況比人們之前預想的更為復雜。

金星環境嚴苛，但大氣層某一部分的氣壓與溫度卻與地球非常類似，因而一直是科學家極感興趣的對象。不過，金星大氣也有匪夷所思之處，其比地球大氣層更為厚重濃密，上層大氣中的云能以每秒100米的速度移動，幾乎是金星緩慢自轉速度的60倍。而地球最高風速也只有自轉速度的十分之一到五分之一左右。

“拂曉”號探測器是日本首顆地外天體氣象衛星，主要目的是研究金星的大氣情況。它曾經入軌失敗，不過，2015年末第二次嘗試時成功進入金星軌道，并于2016年4月開啟了對金星的正式探測。

此次，日本立教大學研究人員田口真及其同事，在金星上層大氣云端發現了一塊巨大明亮的弓形區域，綿延1萬公里?！胺鲿浴碧柼綔y器在多天內都觀測到這一弓形結構。令研究人員好奇的是，這塊明亮區域沒有隨背后大氣層的風移動，而是在金星表面的一個山區上方保持靜止。

研究團隊認為，這個溫度比周圍大氣層高的明亮區域是由較低層大氣流過山地上方時產生的重力波導致的，與地球上空氣流經山地上方的現象類似。團隊尚不清楚山地地形誘導的重力波是否能夠向上傳至金星云端，他們正在考慮這一新發現是否應與金星厚密的上層大氣聯系在一起。就目前觀測結果來看，金星的大氣動力學狀況要比人們此前預計的復雜得多。