内容提要
1. 太空新发现:近期,科学家探测到来自一对超大质量黑洞剧烈碰撞所产生的时空涟漪,也就是引力波。这两个质量均超太阳百倍多的黑洞,在距地球约100亿光年处形成一个更大质量的黑洞。此次事件可谓史上最大质量黑洞合并。
2. 医学新突破:2025年7月16日,《新英格兰医学杂志》报道了8例在胚胎阶段历经原核移植、出生至今幸免于严重遗传疾病的“三亲婴儿”。预防母系线粒体遗传突变传递给下一代这一医学难题获得实质性突破。
3. 古人类新技能:《科学》杂志7月的新报道表示,研究人员在德国一处考古遗址发现了大约12.5万年前尼安德特人留下的“骨髓油脂提炼工艺”遗迹。这一发现将古人类资源集约化的最早证据出现时间向前推进了近 10 万年,同时使我们进一步认识到古人类“尼人”的丰富生存技能。
史上最大质量的黑洞合并事件
根据最新报道,科学家探测到来自一对超大质量黑洞剧烈碰撞所产生的时空涟漪,也就是引力波。这两个质量均超太阳百倍多的黑洞,在漫长的相互绕行后最终撞击融合,在距地球约100亿光年处形成一个更大质量的黑洞。
此次事件可谓史上最大质量黑洞合并,于2023年11月23日由两台LIGO(激光干涉引力波天文台)的探测器(分别位于美国华盛顿州和路易斯安那州)同时捕捉到。信号分析显示,相撞的二者质量分别达到太阳的103倍和137倍,自转速度则比地球快约40万倍,接近此类天体的理论极限值。
英国卡迪夫大学引力探索研究所所长、LIGO科学合作组织成员马克·汉纳姆(Mark Hannam)教授表示:“这些是宇宙中我们能观测到的最猛烈的事件,不过当时空涟漪传到地球时已微乎其微,我们所测量的都是最微弱的信号。那两个质量规模前所未见的黑洞太奇特了,它们的质量恰好处于理论禁区——由于各种奇异物理效应的存在,我们原本认为该质量区间的黑洞不可能形成。”
绝大多数黑洞形成于大质量恒星耗尽核燃料并在生命周期末段坍缩之时。密度惊人的它们会极度扭曲时空,导致形成连光都无法逃脱的边界,即事件视界。
LIGO的引力波探测器
LIGO的物理学家推测,此次合并的黑洞本身可能就是早期黑洞合并的产物。此推论可以解释它们为何如此巨大且自转极快,要知道黑洞合并往往赋予新生天体极高的角动量。
汉纳姆称:“我们此前已观测到类似迹象,而这次是最极端的案例。”
科学界已通过引力波探测到约300例黑洞合并事件。此前的最高记录产生了约140倍于太阳质量的黑洞,而在本次被命名为GW231123的合并中,新生黑洞的质量高达太阳的265倍。
在1990年代首批引力波探测器建成前,科学家只能通过可见光、红外线和无线电波等电磁辐射观测宇宙。引力波天文台为人类提供了全新的宇宙视角,使研究者得以窥见此前无法观测的天文现象。
汉纳姆感慨:“科学探索的常态就是,当你以全新视角观察宇宙时,总会发现意想不到的东西,你眼中的整幅图景都会更新。我们规划在未来十到十五年里部署的探测器,将能捕捉宇宙中所有黑洞合并事件,有望带来更多意想不到的发现。”
资料来源:
Scientists detect biggest ever merger of two massive black holes
线粒体移植试管婴儿成功避开?线粒体遗传疾病
2015年,英国成为全球首个批准“原核移植”(pronuclear transfer)的国家。简而言之,该技术核心在于,将患线粒体疾病的母亲的卵子或胚胎内的核DNA,转移至健康女性捐赠者的卵细胞或胚胎内。
原核移植适用于线粒体疾病高危遗传、且无法通过胚胎植入前基因检测获得帮助的女性群体。数据显示,全球大约每5000人中就有一人携带有缺陷的线粒体。
线粒体的基因突变可能导致失明、癫痫发作等病症,极端情况下甚至致死——当然,这些问题仅通过母系遗传。
2025年7月16日,《新英格兰医学杂志》(NEJM)报道了8例在胚胎阶段历经原核移植、出生至今幸免于严重遗传疾病的“三亲婴儿”。
此项工作由英国纽卡斯尔大学的线粒体疾病专家罗伯特·麦克法兰(Robert McFarland)教授领衔。麦克法兰团队创制了一整套针对试管婴儿的线粒体移植方法,目前已为19名自身线粒体有害突变的比例超过80%(通常达到该阈值即会引发病症)的女性实施过治疗。
移植操作的大致流程如下:
1. 通过体外受精技术,将来自母亲与捐赠者的卵子各与父亲的精子结合,得到两个受精卵;
2. 受精完成约10小时后,取出两个受精卵的细胞核;
3. 将源于母亲的细胞核植入至源于捐赠者的去核卵中。
如此形成的胚胎将继承父母双方的绝大部分核DNA以及捐赠者的健康线粒体。不过也有专家指出:“少量母体线粒体可能在无意之中被遗传。”
根据NEJM文章介绍,在接受治疗的19人中,共7名女性成功完成胚胎移植并怀孕,后诞下8名健康婴儿,其中包括一对双胞胎。针对新生儿血液样本的分析显示:有5名婴儿未被检测到有害的线粒体DNA突变,其余3人仅存在极低水平的突变。
剑桥大学学者迈克·墨菲(Mike Murphy)教授评价道:“可以说,此项成果完全达到了预期的最佳效果。”
长达数月至数年的观察发现,所有儿童均达到正常发育标准。这些曾历经原核移植的孩子,如今有的才几个月大,有的已成长了几年,其发育状况都正常。
当然,也有少数疑似并发症出现(症状与移植手术的关联性尚未明确)。例如,高脂血症与心律异常曾侵袭一名患儿,但经过治疗,症状痊愈了;另有一名患儿在7月大时突发癫痫,后自行缓解。
研究团队计划对这些儿童开展长期追踪,以评估该技术的远期影响。
资料来源:
Children conceived using mitochondria from a donor are now doing well
Science:尼安德特人12.5万年前就懂“炼油”技术
根据《科学》杂志7月的最新报道,研究人员在德国一处考古遗址发现了大约12.5万年前尼安德特人留下的“骨髓油脂提炼工艺”遗迹。
没错,这些四肢发达头脑也发达、能制备黏合剂甚至创作艺术品的现代人类近亲,也曾掌握一套从动物骨骼内提取油脂的技术,并可能凭此规避了足以致命的“蛋白质中毒”——俗称“兔子饥饿症”(rabbit starvation),是一种因饮食中蛋白质过量而碳水化合物与脂肪不足导致的营养不良症状。
由于尼安德特人主要以肉类为食,故很可能面临极高的蛋白质中毒风险。新发现拓展了学界对尼人“技能包”的认知,也让大家对他们处理动物尸体的方式有所了解。
有考古学家感叹:“这展现了尼安德特人令人惊奇的创造力和创新行为。”
新研究的第一作者、德国蒙雷波斯考古研究中心研究员卢茨·金德勒(Lutz Kindler)表示:“我们现在相当了解尼人的狩猎策略、食肉及骨髓摄取等习性……但在完成狩猎和屠宰后,接下来会做哪些处理呢?大家对此所知甚少。”
根据论文介绍,金德勒等人从德国诺伊马克-诺德(Neumark-Nord)遗址发掘出来自172头大型动物(包括马、鹿和牛)的2000块被刻意敲砸、分割出的骨骼碎片以及用过的石砧和石锤。
骨骼分析表明,尼安德特人会先砸碎骨头以获取骨髓,然后进一步切割成小块,通过熬煮提取其中脂肪。他们似乎同时食用骨髓和油脂,从而最大程度地利用动物尸体为自己提供食物和营养。
这套旧石器时代的“碎骨熬骨炼骨油”工艺告诉我们,古人类很早(比过去认为的早得多)就实践着资源集约利用,尽力最大化手头有限材料的利用价值。在此项研究之前,关于资源集约化的最早证据追溯到2.8万年前,那已是尼人灭绝很久之后的故事了。
论文的另一作者、荷兰莱顿大学旧石器时代考古学教授威尔·罗布洛克斯(Wil Roebroeks)指出:“将大型哺乳动物的骨骼加工成大量小块碎片,是既费力又耗时的工作。这些骨头显然具有特定用途。除沸煮痕迹,骨骼断裂处多集中于脂肪最富集的部位,这也是支撑‘碎骨取油’推论的佐证。”
有学者认为,尼安德特人可能迫于生存需要才食用此类油脂。他们时常遭遇食物短缺时期,可能极度渴望获取热量来源。脂肪恰恰富含热量,每克脂肪提供的热量是碳水化合物和蛋白质的两倍多。
资料来源:
125,000-year-old 'fat factory' run by Neanderthals discovered in Germany
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