西周灭亡原因不是烽火戏诸侯，而是极端天气？ | 一周趣科学vol.82

科学家听取弓头鲸的长寿经验

一千多年来，阿拉斯加的原住民因纽皮特人一直在北冰洋猎捕弓头鲸。跟弓头鲸打交道这么久，他们逐渐体会到这种生物的寿命到底有多长，因为多代的猎人都能在海上认出同一头鲸鱼。因纽皮特捕鲸人曾告诉研究人员，一头弓头鲸的寿命相当于人类的两倍。

科学家们现在怀疑弓头鲸的寿命可能比这更长。一些在20世纪末捕获的鲸鱼，其脂肪中嵌有可追溯到19世纪中期的旧鱼叉尖。通过测量弓头鲸眼睛、耳朵和卵中积累的损伤，研究人员估计弓头鲸的寿命可达268年。

近期，发表在《自然》杂志上的一项研究揭示了这些动物如何能够活得如此之久的线索：它们非常擅长修复受损的 DNA。这项新研究揭示了许多延长动物寿命的分子适应机制。研究表明，这些物种寿命的延长得益于某些蛋白质水平的提高以及这些蛋白质之间相互作用方式的细微变化。

一枚弓头鲸受精卵要发育成如此庞大的动物体，必须经历比人类多得多的细胞增殖，而细胞增殖就伴随着癌变风险。因此，理论上来说，弓头鲸得癌症的概率要比人类高很多。然而，它们是如此的长寿，这意味着它们几乎不怎么得癌症。许多大型而长寿的动物，例如大象，得癌症的概率也比人类低。这说明，这类动物都具备一定的抗癌机制。

科学家长途跋涉前往阿拉斯加北坡，那里至今仍有因纽皮特捕鲸队猎捕弓头鲸。一位捕鲸船长允许他们取走弓头鲸的皮和肺。科学家以最快的速度回到研究所，培养了他们带回的活体组织。

实验表明，在遭受紫外线照射后，弓头鲸的细胞表现出很强的恢复能力，当它们受损时，会阻止损伤的累积。

当紫外线照射到DNA片段时，会将其断裂成两截。细胞可以将断裂的DNA末端重新连接起来，但在这个过程中有时会引入突变。研究发现，弓头鲸的细胞能够以惊人的速度修复DNA，而且修复的精确度远高于其他物种。随后，科学家们开始寻找弓头鲸用于修复DNA的分子。

他们发现弓头鲸细胞会产生大量一种名为CIRBP的蛋白质，这种DNA修复蛋白及其编码基因似乎是弓头鱼长寿的关键。动物一生中，受损的DNA会在其体内不断积累，导致多种疾病，而不仅仅是癌症。当科学家将弓头鲸的CIRBP基因导入果蝇后，这些果蝇的寿命比携带正常昆虫同源基因的果蝇更长。

研究者表示，这些发现为寻找改善自身健康的方法提供了可能。例如，增加我们自身细胞中的CIRBP蛋白含量，或许能使细胞像弓头鲸一样修复DNA，从而增强我们衰老时的抵抗力。

（图片来源：维基百科）

课代表总结：我看了这个照片好久……白色的那个位置是它的嘴吗？

参考文献：

Firsanov, D., Zacher, M., Tian, X. et al. Evidence for improved DNA repair in long-lived bowhead whale. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09694-5

新型疫苗用鼻子闻一闻就能治宫颈癌

宫颈癌仍然是全球范围内的一项重大健康挑战，位列女性最常见癌症之列。宫颈癌主要由高危型人乳头瘤病毒（HPV）持续感染引起，尤其是HPV16型。这种恶性肿瘤通常需要手术、放疗或化疗等积极治疗手段。

然而，目前针对HPV感染或HPV相关癌症的治疗选择十分有限，尚无获批的药物能够有效对抗病毒本身或其诱发的肿瘤。但疫苗技术的进步正为革命性的治疗策略铺平道路，日本千叶大学正在探索一种全新的治疗方法。

研究人员开发出一种鼻内治疗性疫苗，旨在对抗人乳头瘤病毒（HPV）感染并阻止宫颈癌的发展。这种创新的鼻内疫苗超越了传统的注射疫苗和手术治疗方法，代表着一种范式转变。

这种疫苗不需要打针，只需要喷在鼻子里就可以。在鼻黏膜表面局部启动后，能调动女性生殖道等远端黏膜部位的免疫防御，从而靶向保护易受HPV感染的宫颈区域。

该疫苗针对的是HPV16产生的一种关键分子——E7癌蛋白，这种蛋白会破坏人体的肿瘤抑制功能。疫苗的功能是向人体免疫系统“打小报告”，告诉T细胞有哪些细胞在生产E7蛋白，好让T细胞派出别动队去清除这些细胞。这样一来，这种疫苗不但可以治疗HPV感染，也有了治疗宫颈癌的潜力。

在小鼠模型中进行的实验评估取得了可信度较高的结果，接种疫苗的小鼠与对照组相比，肿瘤生长显著受到抑制。

研究团队将这些发现推广到灵长类动物，并通过临床适用的鼻喷雾装置给药。接受四剂疫苗的猕猴体内产生了高滴度的E7特异性T细胞，这些细胞能够产生与肿瘤抑制相关的关键细胞因子。

至关重要的是，这些抗原特异性免疫细胞能够归巢至宫颈组织，证实了这些细胞能够有效地迁移至癌症发生的部位并激活局部免疫反应。

值得注意的是，这种疫苗的免疫反应非常持久，在接种后四个月时，其免疫活性依然强劲。这表明该疫苗可能对HPV感染引起的宫颈癌提供长期保护。这种持久的免疫力对于预防肿瘤复发和促进清除HPV感染细胞至关重要。

这种疫苗的潜在影响远不止于其治疗前景。除了无创之外，鼻腔给药方式还提供了一种替代方案，无需手术干预，解决了希望保留生育能力的患者的重要顾虑。这项创新有望改变宫颈癌的治疗模式，将治疗重心转向以免疫疗法为基础的治疗方式，从而提高患者的生活质量并降低治疗相关并发症的发生率。

科研人员展示宫颈癌新型疫苗（图片来源：千叶大学）

课代表总结：希望治愈癌症的那一天早早到来。

参考文献：

Rika Nakahashi-Ouchida et al. ,Cationic nanogel–based nasal therapeutic HPV vaccine prevents the development of cervical cancer.Sci. Transl. Med.17,eado8840(2025).DOI:10.1126/scitranslmed.ado8840

“一片顶过去八片”：

科学家开发复合型重组抗蛇毒血清

为什么被蛇咬了去医院一定要带上咬人的蛇？因为不同的蛇会会产生不同的蛇毒，而且人们也很难描述自己是被什么蛇咬的，所以医院要准备好许多种不同的抗血清。

一个国际研究团队利用基因工程技术，研制出了首个可用于治疗眼镜蛇和曼巴蛇等多种蛇毒的即用型抗蛇毒血清。

这项突破性研究发表在《自然》杂志上，研究团队由丹麦技术大学、斯克里普斯研究所、利物浦热带医学院、兰卡斯特大学、北科罗拉多大学、墨西哥国立自治大学、布里斯托尔大学、利物浦大学和丹麦的 Sophion Bioscience 公司组成。

传统的抗蛇毒血清的生产，是将蛇毒注射到动物体内，等动物产生免疫反应后，再提取其血清作为抗毒药物备用的。因此，一次只能生产针对一种蛇毒的抗血清，而且必须等待动物生长和产生免疫反应，所以效率较低。

而研究团队所生产的新型血清是利用基因工程技术重组生产的，不再依赖于动物实验。这使得生产过程能够规模化、符合伦理且成分完全明确，并保证质量和特异性的一致性。人们也希望，这项技术最终能够降低抗蛇毒血清的成本。

蛇咬伤每年造成超过10万人死亡，30万人致残，其中大部分发生在贫困的农村社区。尤其是在热带地区，蛇咬伤是世界卫生组织认可的21种被忽视的热带病之一，但其致死人数却超过其他20种被忽视的热带病的总和。

本研究利用基因工程技术开发了一种基于重组纳米抗体的抗蛇毒血清，该血清结合了八种源自羊驼和美洲驼的纳米抗体，可对抗眼镜蛇、曼巴蛇和环颈蛇等一共八种热带常见毒蛇的蛇毒。

这种新疗法的效果优于传统的血清抗蛇毒血清，在动物模型中不仅能预防死亡和组织损伤，而且安全性更高，疗效更稳定。该研究验证了一种合理的模块化平台，证明少量成分明确的抗体混合物可以替代复杂的动物血浆制品。

研究者称，这项工作是史上第一个可直接用于生产的重组蛇咬伤抗毒血清，下一步的工作包括优化大规模生产和临床转化，使重组抗蛇毒血清能够在现场使用。

眼镜王蛇 （图片来源：兰开斯特大学）

课代表总结：这下被蛇咬了去医院不一定要带上咬人的蛇了吧？

参考文献：

Ahmadi, S., Burlet, N.J., Benard-Valle, M. et al. Nanobody-based recombinant antivenom for cobra, mamba and rinkhals bites. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09661-0

利用地球和太空的温差开发新能源发电机

无论是火力发电、水力发电还是核能发电、风力发电，本质都是找到某种能量流，从流动的能量中提取一部分转化成电能。美国加州大学戴维斯分校的工程师们找到了一种新的能量流，从而设计出了一种新型发电机，而这种能量流的来源就是地球自己。

地球是热的，而太空则是冰冷的，两者之间有温度差。有温差就会有热流，而这种热流就可以用来发电。而具体的实现方法，则是应用了早在19世纪初就已经被人们熟知的机械——斯特林发动机。

研究者强调，包括内燃机在内的传统发动机，在温度变化剧烈的环境下才能高效运转，然而斯特林发动机独特的设计使其即使在温度梯度很小的情况下也能产生机械动力，这种温差类似于一杯热咖啡与其周围较冷环境之间的温差。

研究者将一台简单的斯特林发动机与一块用作散热天线的专用面板集成在一起，这种创新设计使该装置能够高效地产生机械能。研究人员成功地使用该系统获得了每平方米0.4瓦的机械功率。

这个数字听上去小得可笑，但这也不能怪研究者，因为斯特林发动机本身就是牺牲了功率来换取效率的。简单来说，功率是生产的速度，而效率是生产的成本。多数情况下，想要一项工作干得“快”，就不可能“省”。如果内燃机是高铁，那么斯特林发动机就是绿皮车，牺牲速度从而换来成本的降低。

对于很难得到能源补充的地方，例如遥远的农村、太空飞船和海洋监测站等地方来说，是可以忍受能量来得比较慢的，只要有稳定的能量补充就已经很满足了。因此，即便是0.4瓦也无异于雪中送碳。

研究人员发现，这项技术在低湿度、夜空晴朗的地区效果最为显著。在这些地区，温差最大化的条件最为理想，因此这项发明对农村社区和农业地区尤为重要，因为这些地区获取传统能源可能不稳定或成本高昂。

斯特林发动机的原理。红色代表高温环境，蓝色代表低温环境 （图片来源：维基百科）

课代表总结：斯特林不是枪吗？那是加特林！加特林不是宇航员吗？那是加加林！

参考文献：

Tristan J. Deppe, Jeremy N. Munday ,Mechanical power generation using Earth’s ambient radiation.Sci. Adv.11,eadw6833(2025).DOI:10.1126/sciadv.adw6833

西周灭亡或由于极端天气导致的人口分布变迁

“幽王十年，九月，桃杏实。”这是《竹书纪年》对西周幽王十年的桃、杏成熟时间的记载。吃过桃、杏的读者都知道，这两种果实在农历七月份就会成熟。但在幽王十年（公元前772年），它们晚了两个月才成熟，可见当年的气候异常对北方农业的深刻影响。

而在仅仅一年后，申侯串连缯国与西夷犬戎进攻幽王，幽王被杀，西周灭亡。《史记》中记载西周灭亡的原因是“烽火戏诸侯”导致诸侯不再救援幽王，但考古学家一般认为这并非史实。

中国科学院地质与地球物理研究所等通过对石笋记录的研究发现，在西周灭亡的前后发生了一次气候突变事件，该事件发生在距今约2800年前，也就是公元前800年前后，被称为2.8ka事件。它引发的季风环流与区域水文的显著变化，可能对西周灭亡产生重要影响。

石笋是喀斯特地形的一种自然现象，由滴水中的碳酸钙沉积形成。其沉积生长过程中记录了渗入的雨水信息。通过高精度的铀钍定年技术与多种地球化学指标的分析，科研人员能准确反演出石笋生长时段的古气候环境。

此次研究中，研究团队使用我国东北与东南两地两个高精度、覆盖公元前1000年‒前550年的多指标石笋记录，并结合其他古气候与考古证据，系统重建了2.8ka事件期前后的季风环流与区域水文演变。

结果显示，2.8ka事件主要发生在公元前820年‒前700年，历时约120年。这一时期北半球温度降低，东亚季风减弱，我国季风区呈现“北干南湿”的偶极型格局。2.8ka事件期间，北方的严重干旱与寒冷或深刻影响西周核心区农业与社会稳定，影响历史走向。而开头提到的桃杏晚熟事件，正是这种影响的缩影。

环境压力或迫使北方游牧部落南下寻求资源，进而加剧与西周的军事冲突。历史资料记载，公元前771年，游牧部落进犯都城丰镐，周幽王被杀，幸存的皇室随即东迁至洛阳地区，标志着西周的灭亡。

对已发表的考古遗址14C年代的空间密度分析表明：2.8ka事件之前，遗址点集中在西周行政中心。2.8ka事件期间既往聚居区的遗址点数量减少，且分布趋于分散，而东南部长江中下游地区遗址点数量有所增加，指示人口向该地区迁移。

综合来看，北方干旱首先导致人口分布趋于分散，激化了当时游牧民族与西周的冲突，致使西周灭亡，人口向南迁移。

相关研究成果发表在《通讯-地球与环境》（Communications Earth & Environment）上。

左图:2.8ka事件前的考古遗址分布；右图：2.8ka事件后的考古遗址分布。可见遗址分布在事件后发生了明显的南移（图片来源：参考文献）

课代表总结：我就觉得不可能是烽火戏诸侯，如果真有这事的话，幽王不可能那么晚才没。

参考文献：

Li, M., Wang, L., Cai, B. et al. The 2.8 ka climatic event contributed to the collapse of the Western Zhou Dynasty. Commun Earth Environ 6, 808 (2025). https://doi.org/10.1038/s43247-025-02769-1

牧心，科普作者。