寄生在寄生在肠道里的细菌里的病毒（ps：标题没写错）

反转！热带雨林不再固碳，而是进行碳排放

最近，气候变化领域出现了一个有趣的发现：我们曾经认为可以吸收二氧化碳的热带雨林，居然变成了二氧化碳净排放区域。

人们普遍认为，热带雨林是地球至关重要的碳汇，能够吸收大气中大量的温室气体。一但最新研究发现，因为极端高温导致森林死亡数量超过森林生长数量，澳大利亚北部的热带雨林已成为净碳排放源，成为世界上首批二氧化碳排放量超过吸收量的热带雨林。

研究人员仔细分析了澳大利亚东北部昆士兰州近 50 年来热带雨林的生长情况。他们发现，大约自2000年开始，枯树腐烂产生的二氧化碳排放量就已经超过了树干和树枝在生长中吸收和储存的二氧化碳排放量。模型显示，这一变化主要源于气候变化引发的极端高温，以及由此造成的大气湿度下降和干旱加剧。此外，预计随着气候变化而强度增加的气旋也对此产生了一定影响。

研究者称，其他热带雨林也可能经历同样的转变。所有热带森林的反应都可能相当相似，但是不同地区的具体机制和时间会有所不同。在全球气候变化的背景下，二氧化碳含量增加确实会促进植物生长，但随之而来的极端高温和干旱也会损伤热带雨林，这两者是一枚硬币的两面，现在来看，负面影响完全有可能占上风。

研究者表示，人们以前可能高估了热带雨林的减碳能力。所以，将全球升温控制在低于1.5摄氏度的挑战变得更加紧迫和更加困难。

昆士兰州的热带雨林（图片来源：Wikipedia

课代表总结：满心期待热带雨林能给兜底，结果热带雨林直接掀桌。

参考文献：

Carle, H., Bauman, D., Evans, M.N. et al. Aboveground biomass in Australian tropical forests now a net carbon source. Nature 646, 611–618 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09497-8

寄生在寄生在肠道里的细菌里的病毒

（别误会，这个小标题没写错~）

有一类病毒生活在我们肠道中，但它们并不伤害人类，只“伤害”肠道内的细菌。这些被称为噬菌体的病毒正在被科学家用来重塑肠道微生物群，从而影响肠道健康和各种疾病的发生。

莫纳什大学的研究团队研究了来自人类微生物组的252个细菌分离株。在以前的研究中，人们已经知道这些细菌中含有一些不属于自身的DNA，并推测这些DNA来自寄生在细菌中的病毒。

于是，团队试图通过培养宿主细菌的方式来唤醒这些噬菌体——在实验室中利用专门的无氧厌氧培养箱培养这些细菌分离株，然后用十种不同的化合物、食物和条件进行处理。结果表明，大多数肠道噬菌体处于休眠状态，只有一小部分能够在测试条件下被激活。

然而，当这些病毒暴露于人类肠道细胞时，其激活率显著上升，这表明人类生物学在塑造肠道病毒格局方面发挥着重要而直接的作用。

研究团队发现，常见的代糖物甜菊糖苷以及我们自身肠道细胞释放的化合物是肠道噬菌体的主要激活剂。这可能对炎症性肠病等肠道疾病具有重大意义，因为炎症和细胞死亡在这些疾病中很常见。

研究者表示，人们早就知道肠道内充满了病毒，这项实验则是第一次在实验室里研究它们。人类宿主不再是一个完全被动的环境，而是会积极地影响病毒的行为。

利用基于 CRISPR 的基因编辑技术，研究团队进一步发现了病毒基因中阻止其激活的突变，从而揭示了某些肠道病毒如何永久休眠的机制。这一发现或可为未来旨在通过调控肠道微生物群来改善健康的治疗策略提供信息。

这项基础性研究将对健康转化产生重大影响。培养这些病毒能让我们了解它们的功能，并有助于开发针对各种疾病的微生物组疗法，从炎症性肠病到癌症等都有机会。另外，我们还能据此改造具有定制病毒功能的益生菌菌株。

科学家创造了首个肠道噬菌体活体模型

（图片来源：depositphoto）

课代表总结：你读懂这段的标题花了几秒？

参考文献：

Dahlman, S., Avellaneda-Franco, L., Rutten, E.L. et al. Isolation, engineering and ecology of temperate phages from the human gut. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09614-7

玉衡芯片能在0.1秒内测量5600颗恒星光谱

清华大学方璐教授团队的一项突破性进展即将改变光谱分析领域：研究人员发布了一种集成的铌酸锂光子系统——RAFAEL芯片（中文名：玉衡）。这项创新技术弥合了光学光谱学领域长期存在的差距，克服了以往限制光谱精度和数据采集速度的传统权衡取舍，一个超高分辨率、高效率快照光谱学的新时代可能即将到来。 

光谱学一直是众多科学领域的基石。简单来说，不同原子会发出不同类型的电磁波（光），通过分析一个物体所发出的全部电磁波谱，就可以知道这个物质含有哪些原子，无论这个物体有多远（天文学中的天体），或者有多小（化学分子）。

传统上，实现精细光谱分辨率需要使用狭缝或光栅将光谱分离，但这些狭窄的缝隙会限制进入仪器的光量，从而牺牲灵敏度。有点类似于眯起眼睛看东西，虽然可能看得更清，但视野就会更暗。这种两头堵的问题制约着光谱学的发展。

玉衡芯片的独特设计利用了块状铌酸锂（一种以其电光特性而闻名的非线性晶体），在像素级创建电可调谐干涉掩模。这种架构能够以皮米级精度调制光谱响应，使其能够在可见光到近红外范围内实现约0.05纳米的惊人光谱分辨率。

在提升分辨率的同时，该系统的灵敏度也有保障，在以每秒 88 帧的快速运行速度的同时，总光学透射率提高一倍至73.2%。

与体积更大、机械结构更复杂的传统光谱仪不同，玉衡芯片采用集成光子技术，并基于紧凑且高度可重构的铌酸锂平台。通过对光路进行精确的电学控制，该系统避免了传统光谱仪在光谱细节和光效率之间的权衡。

大量的实验验证凸显了这款芯片的卓越性能，在一次天文演示中，它在一帧时间中记录了多达5600颗恒星的详细光谱，观测通量实现与世界上一些最先进的天文光谱仪相比，提升幅度高达100到10000倍。

业内人士表示，这有望以前所未有的速度和精度，推动大规模天空巡天，从而彻底改变天文学。除了天体物理学之外，这一芯片在材料科学、环境监测、生物医学成像和化学分析等领域也具有巨大的应用潜力。

玉衡芯片概念图（图片来源：清华大学）

课代表总结：玉衡是北斗七星的第五颗星，而这款测量天穹的神器，正配得上玉“衡”之名。

参考文献：

Yao, Z., Liu, S., Wang, Y. et al. Integrated lithium niobate photonics for sub-ångström snapshot spectroscopy. Nature 646, 567–575 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09591-x

如何让水的导电性跟铁一样高？把它压扁！

发表在《自然》杂志上的一项突破性研究揭示了水在纳米尺度受限状态下的非凡电学行为，这挑战了人们对这种最普遍液体的传统认知。

课本上说，纯净的水虽然可以导电，但电导率很低，因为水中自发电离出来的带电离子是非常少的。但是，当科学家把水放在2到3纳米的狭小孔洞中时，其导电性能完全出乎我们的意料。

科学家发现，在狭小空间中的水明显地分为两层：位于核心的体相水和覆盖在表面的界面水。这种界面水表现出显著增强的电导率，比普通水高出1000倍以上，同时还具有高度各向异性的介电响应。

具体而言，垂直于表面的介电常数接近 2，相对于体相水而言显著降低，而面内介电常数则与体相水的介电常数相当或略高。

这种各向异性介电环境证实了之前的预测和实验报告，强调了纳米尺度限制如何独特地调控水的电学特性。先前的理论研究认为，界面处的水分子会受到取向和氢键的限制，从而产生各向异性响应。本文的实验结果证实了这些观点，并为理解自然和人工系统中受限条件下水的复杂行为奠定了基础。

值得注意的是，当通道高度接近原子尺度，仅允许几层水分子通过时，系统会进入一个截然不同的状态。这种行为在普通水中前所未见，暗示着超越简单分子间相互作用的涌现集体现象的存在。

长期以来，分子动力学模拟结果都表明在极端受限条件下，水会形成高度有序的层状结构。此次发现的这种电学性质与这一结果十分吻合。密度振荡变得更加显著，并且实验观察结果也支持了巨型面内介电常数（类似于铁电材料）的预测。

这项工作从根本上重塑了我们对界面水的理解，面对这一日常中最常见不过的液体，我们如今必须重新审视它在受限环境中的作用。

被压扁后，水滴的性质发生了变化（图片来源：observador.com）

课代表总结：人的宏观性限制了我们对微观性质的想象力。

参考文献：

Wang, R., Souilamas, M., Esfandiar, A. et al. In-plane dielectric constant and conductivity of confined water. Nature 646, 606–610 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09558-y

过渡形态的恐龙化石填补进化空白

古生物学家在阿根廷西北部发掘出一处不同寻常的新化石群，为我们深入了解约2.3亿年前早期恐龙谱系的演化和解剖学创新提供了重要线索。

在众多化石遗骸中，包含一组近乎完整的恐龙骨骼化石，这尤其引人注目。经过鉴别后，科学家认为这属于一种新的蜥脚类恐龙，学名为Huayracursor jaguensis。其独特的形态表明，该恐龙在体型和颈部长度方面都处于演化的中间阶段。

2.37亿年前，动物群的剧烈更替以及许多脊椎动物类群的初始辐射演化，形成了最终主导了中生代的陆地生态系统。最早的恐龙就是在这个时候出现的。南美洲地层在这一演化过程的研究中发挥了核心作用，提供了重要的化石材料。

此次发现极大地拓展了这一生物地理和古生物学框架，出土的化石展现出惊人的分类学和生态学广度。这种多样性凸显了该地区晚三叠世生态系统出乎意料的复杂性，它与邻近盆地既有相似之处，又各具特色。

Huayracursor jaguensis是一个全新的早期蜥脚形类恐龙种，它挑战了以往对晚卡尼期恐龙的描述。大多已知的早期蜥脚形类恐龙体型较小、颈部粗短，相比之下，这种恐龙的体型出现了前所未有的增大，同时颈椎也出现了早期延长。

这一解剖特征意义重大，因为它代表了一种进化过渡状态，弥合了体型较小的早期蜥脚形类恐龙与晚期出现的颈部更长的恐龙之间的形态学鸿沟，相当于为进化论提供了又一证据。

这我们提供了一个独特的窗口，让我们得以窥见后来蜥脚形类恐龙辐射演化过程中出现的巨型化和颈部延长趋势，这些趋势最终演化成了侏罗纪和白垩纪时期体型庞大、颈部修长的蜥脚类恐龙。

观察到的椎骨延长似乎是一种早期适应，可能与生态压力有关，例如优化觅食策略或提高采食高度。因此，这一发现让我们得以罕见地一窥蜥脚形类恐龙的渐进式解剖结构变化，这些变化预示着蜥脚形类恐龙卓越的体型将在未来数千万年的时间里主宰恐龙的草食性饮食。

随着进一步的挖掘和多学科研究计划的实施，此次恐龙化石的发现地有望成为一扇关键窗口，让我们得以窥见这一标志性恐龙谱系的起源和早期分化，而这一谱系在超过1.6亿年的时间里重塑了陆地生态系统。

艺术复原图与发掘的骨架化石图

（图片来源：Sciencemag）

课代表总结：其实一直很好奇，究竟是如何通过骨架化石推导出复原图的？

参考文献：

Hechenleitner, E.M., Martinelli, A.G., Rocher, S. et al. A long-necked early dinosaur from a newly discovered Upper Triassic basin in the Andes. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09634-3

牧心，科普作者。