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科学(20210507出版)一周论文导读

  编译 | 李言
  Science , 07 MAY 2021, VOL 372, ISSUE 6542
  《科学》 2021年5月7日,第372卷,6542期
  古人类学 Paleoanthropology
  Unearthing Neanderthal population history using nuclear and mitochondrial DNA from cave sediments
  利用洞穴沉积物中的核和线粒体DNA挖掘尼安德特人的种群历史
  作者:Benjamin Vernot, Elena I. Zavala, Asier Gómez-Olivencia, Zenobia Jacobs, et al.
  链接:
  https://science.sciencemag.org/content/372/6542/eabf1667
  摘要
  骨头和牙齿是更新世人类DNA的重要来源,但很少在考古遗址中发现。从洞穴沉积物中可以提取到线粒体DNA(mtDNA),但它们对种群关系的研究价值有限。
  因此,我们开发了收集和分析沉积物中核DNA的方法,并将其应用于20万至5万年前的西欧和西伯利亚南部的洞穴沉积物中。
  我们在大约10万年前的西班牙北部发现了一个伴随着mtDNA更替的种群更替。我们还确定了尼安德特人在晚更新世早期的两次辐射进化事件。我们的工作为从沉积物中微量的核DNA研究古人类的种群历史奠定了基础。
  Abstract
  Bones and teeth are important sources of Pleistocene hominin DNA, but are rarely recovered at archaeological sites. Mitochondrial DNA (mtDNA) has been retrieved from cave sediments but provides limited value for studying population relationships. We therefore developed methods for the enrichment and analysis of nuclear DNA from sediments and applied them to cave deposits in western Europe and southern Siberia dated to between 200,000 and 50,000 years ago. We detected a population replacement in northern Spain about 100,000 years ago, which was accompanied by a turnover of mtDNA. We also identified two radiation events in Neanderthal history during the early part of the Late Pleistocene. Our work lays the ground for studying the population history of ancient hominins from trace amounts of nuclear DNA in sediments.
  古生物学 Paleobiology
  Evolution of vision and hearing modalities in theropod dinosaurs
  兽脚类恐龙视觉和听觉模式的进化
  作者:Jonah N. Choiniere, James M. Neenan, Lars Schmitz, David P. Ford, et al.
  链接:
  https://science.sciencemag.org/content/372/6542/610
  摘要
  猫头鹰和夜莺是在夜间活动的猎食者,它们结合了视觉和听觉的改变,以克服在弱光下感官表现的限制。这种感官改变在非鸟类的兽脚类恐龙中未被发现,并且在向鸟类进化的谱系中极少被确认。
  我们研究了现存和灭绝的兽脚亚目动物的视觉和听觉的形态功能代理,并证明了感官模式的深度进化分歧。夜行性捕食在非鸟类的阿瓦拉慈龙类早期就进化出来了,表现为极弱的视力和听觉敏感度的增加。
  晚白垩纪的沙漠鸟面龙拥有更特殊的听力,可以与今天的仓鸮媲美。早在现代鸟类辐射进化出现之前,这种感觉适应能力的结合就在恐龙身上独立进化,并为恐龙和哺乳动物的融合提供了一个显著的例子。
  Abstract
  Owls and nightbirds are nocturnal hunters of active prey that combine visual and hearing adaptations to overcome limits on sensory performance in low light. Such sensory innovations are unknown in nonavialan theropod dinosaurs and are poorly characterized on the line that leads to birds. We investigate morphofunctional proxies of vision and hearing in living and extinct theropods and demonstrate deep evolutionary pergences of sensory modalities. Nocturnal predation evolved early in the nonavialan lineage Alvarezsauroidea, signaled by extreme low-light vision and increases in hearing sensitivity. The Late Cretaceous alvarezsauroid Shuvuuia deserti had even further specialized hearing acuity, rivaling that of today’s barn owl. This combination of sensory adaptations evolved independently in dinosaurs long before the modern bird radiation and provides a notable example of convergence between dinosaurs and mammals.
  材料科学 Materials Science
  Reversible fusion and fission of graphene oxide–based fibers
  氧化石墨烯纤维的可逆融合和分裂
  作者:Dan Chang, Jingran Liu, Bo Fang, Zhen Xu, et al.
  链接:
  https://science.sciencemag.org/content/372/6542/614
  摘要
  刺激反应融合和分裂在生物组织和人工分子组装中被广泛观察到。然而,在重复聚变和分裂的过程中,设计一个结构和性能持久的系统仍然具有挑战性。
  我们研究了氧化石墨烯(GO)纤维的可逆融合和分裂,在溶剂的刺激下,许多宏观纤维可以融合成较厚的纤维,也可以分离成原始的单个纤维。
  氧化石墨烯纤维壳层由溶剂蒸发和渗透引起的动态几何变形是实现可逆聚变-裂变循环的关键。这一原理被扩展到实现复杂纤维组件和客体化合物的包含或排出之间的灵活转化。
  Abstract
  Stimuli-responsive fusion and fission are widely observed in both bio-organizations and artificial molecular assemblies. However, the design of a system with structure and property persistence during repeated fusion and fission remains challenging. We show reversible fusion and fission of wet-spun graphene oxide (GO) fibers, in which a number of macroscopic fibers can fuse into a thicker one and can also separate into original inpidual fibers under stimulation of solvents. The dynamic geometrical deformation of GO fiber shells, caused by solvent evaporation and infiltration, is the key to the reversible fusion-fission cycles. This principle is extended to implement flexible transitions between complex fiber assemblies and the inclusion or expulsion of guest compounds.
  量子物理 Quantum Physics
  Direct observation of deterministic macroscopic entanglement
  宏观物体量子纠缠的直接证据
  作者:Shlomi Kotler, Gabriel A. Peterson, Ezad Shojaee, Florent Lecocq, et al.
  链接:
  https://science.sciencemag.org/content/372/6542/622
  摘要
  机械系统的量子纠缠是在不同的物体运动时产生的,它们之间的关联程度如此之高,以至于不能够被单独描述。
  虽然量子力学可能适用于各种大小的物体,但随着质量的增加,直接观测纠缠变得具有挑战性,需要以极小的误差进行测量和控制。
  在这里,使用脉冲电学,我们确定地使质量为70微克的两个机械鼓面纠缠在一起。通过近量子极限测量两个鼓的位置和动量积分,我们进行了量子态断层扫描,从而直接观察纠缠。
  这种纠缠的宏观系统将在量子力学的基础测试中发挥作用,使感知超越标准量子极限成为可能,并作为未来量子网络的长期网络节点发挥作用。
  Abstract
  Quantum entanglement of mechanical systems emerges when distinct objects move with such a high degree of correlation that they can no longer be described separately. Although quantum mechanics presumably applies to objects of all sizes, directly observing entanglement becomes challenging as masses increase, requiring measurement and control with a vanishingly small error. Here, using pulsed electromechanics, we deterministically entangle two mechanical drumheads with masses of 70 picograms. Through nearly quantum-limited measurements of the position and momentum quadratures of both drums, we perform quantum state tomography and thereby directly observe entanglement. Such entangled macroscopic systems are poised to serve in fundamental tests of quantum mechanics, enable sensing beyond the standard quantum limit, and function as long-lived nodes of future quantum networks.
  Quantum mechanics–free subsystem with mechanical oscillators
  带有机械振荡器的无量子力学子系统
  作者:Laure Mercier de Lépinay, Caspar F. Ockeloen-Korppi, Matthew J. Woolley, Mika A. Sillanpää
  链接:
  https://science.sciencemag.org/content/372/6542/625
  摘要
  量子力学为连续测量振荡器位置的精度设定了一个极限。我们通过构造一个有效的振荡器,展示了如何测量一个没有测量量子反作用的振荡器。
  我们利用两个微机械振荡器实现了这样一个不涉及量子力学的子系统,并显示了两个集体求积的测量结果,同时对它们都避开了8分贝的量子反作用,获得了一个在完全量子极限的2倍以内的总噪声。
  这有助于弱力的检测和振荡器非经典运动状态的产生和测量。此外,我们通过测量在可分性界下1.4分贝的段量,直接验证了两个振荡器的量子纠缠。
  Abstract
  Quantum mechanics sets a limit for the precision of continuous measurement of the position of an oscillator. We show how it is possible to measure an oscillator without quantum back-action of the measurement by constructing one effective oscillator from two physical oscillators. We realize such a quantum mechanics–free subsystem using two micromechanical oscillators, and show the measurements of two collective quadratures while evading the quantum back-action by 8 decibels on both of them, obtaining a total noise within a factor of 2 of the full quantum limit. This facilitates the detection of weak forces and the generation and measurement of nonclassical motional states of the oscillators. Moreover, we directly verify the quantum entanglement of the two oscillators by measuring the Duan quantity 1.4 decibels below the separability bound.
  动物学 Zoology
  Extreme altitudes during diurnal flights in a nocturnal songbird migrant
  夜间鸣禽候鸟在日间飞行时的极端高度
  作者:Sissel Sjöberg, Gintaras Malmiga, Andreas Nord, Arne Andersson, et al.
  链接:
  https://science.sciencemag.org/content/372/6542/646
  摘要
  数十亿只夜间迁徙的鸣禽每年都会飞越海洋和沙漠。通过使用多传感器数据记录器,我们发现,大苇莺(Acrocephalus arundinaceus)在穿越地中海和撒哈拉沙漠时,会定期将它们本来只能在夜间飞行的飞行时间延长至白天。
  出乎意料的是,当延长飞行时间时,他们在黎明时陡然攀升,从平均海拔2394米上升到日间飞行的极端高度(平均海拔5367米,最高海拔6267米)。
  这种以前不为人知的在白天迁徙时使用非常高的飞行高度的行为可能是由环境温度、风、捕食、视野范围和太阳辐射的日变化引起的。我们对这一行为的发现为鸟类飞行限制提供了新的视角,并可能有助于解释夜间迁徙的进化。
  Abstract
  Billions of nocturnally migrating songbirds fly across oceans and deserts on their annual journeys. Using multisensor data loggers, we show that great reed warblers (Acrocephalus arundinaceus) regularly prolong their otherwise strictly nocturnal flights into daytime when crossing the Mediterranean Sea and the Sahara Desert. Unexpectedly, when prolonging their flights, they climbed steeply at dawn, from a mean of 2394 meters above sea level to reach extreme cruising altitudes (mean 5367 and maximum 6267 meters above sea level) during daytime flights. This previously unknown behavior of using exceedingly high flight altitudes when migrating during daytime could be caused by diel variation in ambient temperature, winds, predation, vision range, and solar radiation. Our finding of this notable behavior provides new perspectives on constraints in bird flight and might help to explain the evolution of nocturnal migration.

我们的爱情作天又梦到了他,明明不可能得事情,不知道怎么又梦到了他,梦有很多,他在梦里出现的最多。现在明白了,因为搞不懂,所以有无线的想象。他也只是一个普通同学,从来没表白与我,还打过架,难道人在太空为什么会失重我国的航天器已经进行了数次太空对接计式验。小朋友们可能会在电视画面中发现。航天员在太空舱行走的状态,与鱼儿漂浮在水面时相似,这就是人们常说的失重现象。那么这是为什么呢?原来,地球上全球最大的海上机场,2025年现身中国大连,建造难度有多大?图为金州湾机场填海现场在建设了北京大兴机场与成都天府机场后,又一座现代化的机场即将诞生,原来基建狂魔又要出手!全球最大的海上机场,将在2025年现身中国大连,它就是金州湾国际机场,大国重器!中国燃气轮机,比美日晚发展20年,如何逆袭成功的?图为燃气轮机转子在燃气轮机技术领域,中国比美日等国晚发展至少20年,而且期间还有一大段技术空窗期,同时作为一款大国重器!在工业以及动力领域的重要性不言而喻,但起步时间比美日晚的国产十月桂花香满园桂花又到了十月桂花香满园的季节,有那么多花,我还是最爱桂花。别看桂花小小的很不起眼,但却能给人带来阵阵花香,一阵风吹过,芳香扑鼻的,令人心情倍爽。其实桂花也是很好看的,连着根和叶子三峡大坝经济效益巨大,堪比印钞机!为何每年会停工几次?图为三峡大坝当初中国建造成功三峡大坝的消息,让全球都非常关注,这座全球规模最大的水利工程,建成后给中国带来了巨大的利润,比如在发电方面,它所发出的电能足够一座特大城市使用一整年,每前世的情人她是一个在佛前守侯的精灵。有一天在看明镜里的尘世的时候,她看见了一个男子,一身深蓝色她是一个在佛前守侯的精灵。有一天在看明镜里的尘世的时候,她看见了一个男子,一身深蓝色的长衣,在街世界十大重要技术,中国占据四项,分别是什么?图为量子技术随着科教兴国与人才强国战略的不断推进,中国现在已经成为了一个科技强国,许多科技都已经达到了世界领先水平,如今世界上十大重要技术,中国更是占据了其中四项,排名仅次于美国,最少卖7亿?日本小企业靠1台机器垄断全球,中国出手成功量产图为OLED显示屏日本一家小企业靠一台机器成功垄断全球,而且就这样一台机器,日本最少卖7亿,不少国人质问凭什么?它就是真空蒸镀机,主要用于OLED屏幕的制造领域,随着中国电子产业的40万套装备,白送中国?德国并非人傻钱多,而是看上3样东西图为德械师上个世纪,德国援助中国40万套装备,结果却分文不收,统统白送中国,是真的吗?其实德国并非是人傻钱多,之所以大力援助,主要是因为看上了我们这3样东西,也就是钨钼铬三种金属,太空遨游记我因为吃下了纳米机器人,已经成了半机器人的永生人了,算起年龄已经500岁了,现在科技已经很发达了,小时候预想的能飞行的汽车和移民外星球都已经实现,现在聪明的我们自己发明了一种不光能
美淳观世界之人类宇宙学说(行星宇宙飞船)根据爱因斯坦的相对论质量导致时空弯曲而产生了引力那么人类的宇宙飞船在太空中飞行的时候如何能够促使周边弯曲?没有这种弯曲人类如何能够在宇宙飞船中像在地球上一样的行走?而宇宙飞船的质量2022年世界末日时钟处于何时?距离午夜还有多久?作为地球上唯一的智慧物种,人类具有独立思考的能力。这也让我们对于未来充满了期待和幻想。同样我们也会思考人类自身的命运会如何。世界末日时钟就是为此而设立的,它的存在给世人提出了一个警关于人类移民其他星球的设想近年来,地球因为人类的种种原因而导致了地球自然环境严重污染。于是呢,就有人提出,人类可以移民到其他星球上去。不错,如果可以移民的话,那会很好的解决地球的负载和减轻人类对地球的环境污2022年,航天大戏值得期待现代快报讯没有做不到,只有你想不到。2021年,世界各国共计实现了145次火箭发射,是史上发射次数最多的一年。天舟三号发射升空中国载人航天工程网肖宇坤摄2022年,中国空间站将全面隐藏在爱因斯坦相对论里的秘密,我们是否可以让时光倒流?一个物体飞行的速度越快,那么它感知到的时间则会越慢,一个物体在它周围的引力越强时,那么同样它所感知到的时间也会变慢。当一个物体的速度达到光速的时候,在它周围的时间将会处于静止状态。人类到底什么时候登陆火星?马斯克给了最快时间表大家都知道,马斯克除了汽车卖的非常好之外,其名下的SpaceX也是全球最顶级的航天公司,并且一直在为登上火星而努力。马斯克本人也一直以上火星为目标,甚至一度给自己封上了火星皇帝称号南极裂开大口子,1520亿吨淡水注入大海!危机还在后面?南北极这些区域的环境极为恶劣,温度非常低,能够抵达这些地区的人类非常少,按理来说受人类的影响应该是很小的。在人类社会飞速发展之前,这些区域几乎不受我们的影响,但是随着我们科技的进步生物多样性南太平洋塔希提岛海岸发现罕见巨型珊瑚礁澎湃新闻综合报道1月20日,由联合国教科文组织支持的科学研究团队在南太平洋群岛法属波利尼西亚的塔希提岛海岸发现了世界上罕见巨型的珊瑚礁。玫瑰形珊瑚的健康原始状态和广阔的覆盖面积使这目前已知发现最大的星系,直径400万光年,相当于银河系的25倍星系,是由众多恒星和星际尘埃组成的一个天体系统,在宇宙中几乎数之不尽,其实早期时期,人们并不知道我们所处的宇宙有如此多的星系,还一直认为银河系就是整个宇宙的全部。直到后来,一位来自在观测仙女星系时出现奇怪的直线,是星链卫星严重污染了星空?仙女座星系是距离银河系最近的大型星系,天文学家能通过观测仙女星系的结构来了解银河系的情况,为此仙女星系也成为科学家观测得最为详细的星系,然而随在最新完成的仙女星系图像中出现了一条奇冥王星到底有多可怕?又怎么会被踢出九大行星之列?冥王星一颗以死神命名的行星,1930年,美国天文学家发现了该行星,此后它也一直被视为太阳系第九行星,但是2006年,天文学家经过投票,又将冥王星踢出了太阳系九大行星之列,自此,太阳