首次捕捉！恒星坍缩成黑洞瞬间的清晰画面；运动也在训练大脑，靠这个脑区才能增强耐力｜环球科学要闻
环球科学约 6 分钟· 生物学 ·
这种RNA能近乎自我复制，为生命起源理论提供新证据
一些研究者曾提出，RNA分子在生命起源中占有比DNA更重要的位置，它们既能存储遗传信息，又可能自我复制，或许RNA由此启动了演化进程，催生出了复杂的生命形式。然而此前的研究者尚未发现过能够自我复制的RNA，而这是生命体的关键特征。最近，一项发表于《科学》（Science）的研究宣布，首次构建出能够复制自身互补的RNA分子。
在此前的研究中，研究者推测，低温不仅能够减缓RNA降解，还可能促进RNA复制。研究团队还向低温溶液中引入了三联核苷酸，这可以帮助RNA链从折叠状态展开成链状，便于复制。最终，研究团队发现了三种长度约为45个碱基的RNA分子，这些分子能自我复制出互补的模板，复制出的模板还可以以自身为起点复制出原始的RNA链。由于低温环境，合成新RNA链需要耗时约72天。研究者表示，接下来需要验证类似的系统能否达到足够的复制效率，满足生命起源的严苛条件。（Science news）
· 天文学·
捕捉到恒星坍缩成黑洞的瞬间
图片来源：NASA， ESA & P. Jeffries/STScI
按照恒星死亡的标准模型，恒星燃尽燃料后，核心会坍缩，产生超新星爆发。但天文学家发现，对于初始质量不小于10倍太阳质量的大质量恒星，该模型开始失效。这些恒星被认为在消亡过程中可能不会发生超新星爆发，而是直接坍缩成黑洞。近日，美国哥伦比亚大学带领的研究团队首次捕捉到一颗恒星坍缩成黑洞的清晰画面，这一现象发生在仙女座星系中，距离地球约250万光年。相关研究发表于《科学》（Science）。
研究团队在分析美国航空航天局（NASA）退役太空望远镜NEOWISE（近地天体广域红外巡天探测器）收集的数据档案时，发现了一颗氢含量极低的超巨星——M31-2014-DS1。使用NEOWISE的中红外（MIR）巡天数据，并结合多个地面和空间望远镜观测数据，他们对M31-2014-DS1的光谱能量分布进行建模，确定其物理性质和演化过程，并将观测结果与恒星演化模型和失败超新星理论模型进行对比，解释恒星消失的原因。
结果表明，M31-2014-DS1的观测结果支持了失败超新星理论，即大质量恒星在核心坍缩后未能产生超新星爆发，而是直接形成了黑洞。这是首次在仙女座星系中观测到因黑洞形成而导致恒星消失的现象，为理解大质量恒星的演化和黑洞的形成提供了新的观测证据。该研究还表明，大质量恒星的演化和最终命运可能受到其初始质量、质量损失过程以及双星相互作用等多种因素的复杂影响。这项工作有助于进一步完善恒星演化模型，更好地理解大质量恒星在宇宙中的演化路径和最终归宿。（Columbia University）
· 神经科学 ·
运动也在训练大脑
运动不仅能增强肌肉，还能重塑大脑。最近，一项发表于《神经元》（Neuron）的研究发现，随着反复运动训练，不仅身体耐力会提升（如跑得更远、更快），大脑活动似乎也会发生相应的变化，这些变化有助于强化肌肉与心脏功能。
研究团队在实验中观察到，小鼠在跑步机上跑步后大脑活动增加，尤其是位于它们腹内侧下丘脑（VMH）的神经细胞，这一脑区在身体如何利用能量方面发挥着重要作用，包括调节体重和血糖。进一步监测显示，活跃的是VMH中一组特定的神经细胞，这种细胞被称为类固醇生成因子-1（SF-1）神经元，并且在小鼠停止跑步后至少一小时内仍会保持活跃。
随后，研究团队对小鼠进行了两周的日常训练，小鼠的耐力明显提升，对应的，研究团队发现它们大脑中活跃的SF-1神经元数量增多，活跃程度也明显提高。研究团队进一步在运动前或运动后阻断了SF-1神经元活动，小鼠不仅在运动时会很快感觉疲劳，在两周的训练后，它们的耐力也不会有明显改善。研究团队表示，目前相关机制还不清楚，但未来这一发现有潜力帮助老年人或中风患者维持活动能力，也能助力运动员及伤后康复的年轻人提升训练效果。（Cell Press）
· 生态学 ·
长江“十年禁渔”促进生物多样性恢复
长江鱼类全长（A）、肥满度（B）、鱼类栖息活动范围（C）及濒危物种丰度（D）的年际变化。（图片来源：原论文）
我国于2021年起实施了长江“十年禁渔”，这是全球范围内规模最大、影响力最强的内陆水域生态保护行动之一。近日，中国科学院水生生物研究所为首的团队探究了这一大规模保护行动的实际效果及其生态学机制，发现长江鱼类资源长达七十年的持续衰退趋势在全面禁渔后得到有效遏制，并呈现初期恢复的势头。相关研究于2月12日发表在《科学》（Science）上。
基于连续6年（2018-2023年）的系统性长期野外生态数据，研究团队发现，鱼类生物量、物种多样性、鱼类肥满度等核心指标显著改善。其中，大型鱼类受益显著，生物量大幅增加；鱼类肥满度状况普遍得到改善；窄体舌鳎（Cynoglossus gracilis）等部分鱼类种群数量增加且栖息活动范围向上游扩展；长江鲟（Acipenser dabryanus）、胭脂鱼（Myxocyprinus asiaticus）和鳤（Ochetobius elongatus）等濒危鱼类种群数量已呈现初期恢复的趋势。尤为显著的是，长江旗舰物种江豚（Neophocaena asiaeorientalis）的数量从2017年约445头增至2022年约595头，增长超过三分之一，成为长江干流生态系统健康改善的有力佐证。然而，中华鲟（Acipenser sinensis）的种群状况仍面临严峻挑战。
他们还发现，在全面禁渔期间，长江流域的渔业捕捞压力完全消除，航运、岸带开发利用等压力减少，水质得到了提升。结合广义最小二乘法和分段结构方程模型，研究进一步确证了全面禁渔是驱动长江鱼类资源初期恢复的主要和直接的因素，其他压力因子的缓解及水质的提升起到了协同贡献作用。当前的观测数据显示出长江水生态恢复的积极态势，但其长期生态系统多样性、完整性、稳定性及持续性仍需持续监测与科学验证。（中国科学院水生生物研究所）
· 微生物学 ·
根部微生物可帮助橡树适应干旱
近日，《细胞·宿主与微生物》（Cell Host & Microbe）上发表的一项研究通过观察自然林地中生长的橡树，发现微生物可帮助橡树应对环境变化。研究团队对英国诺福克自然林地中生长的144棵35岁无梗橡树的环境条件进行了实验性操控，以测试生理压力条件是否影响成熟树木的微生物组。他们在两年里的四个时间点采集样本，并使用DNA测序来鉴定与树木叶片、茎干和根部相关的细菌和真菌，来追踪微生物组的变化。
结果显示，半成熟橡树的叶片、茎干和根部具有独特的微生物群落。模拟干旱（遮雨），阻止植物在根与叶之间运输水分和养分，让橡树出现急性橡树衰退病（AOD），都不会显著影响橡树独特的微生物群落组成。在长期遮雨后，树木的根部微生物组出现了细微变化，包括与耐旱性相关的放线菌门细菌丰度增加，以及具有潜在促生长特性的细菌和真菌属的丰度增加。这凸显了橡树相关微生物群落在维持森林生态系统稳定性方面的潜在作用。未来，研究团队计划研究微生物赋予宿主更强韧性的分子机制。他们强调，还需要更多研究来了解树木微生物组在其宿主漫长生命周期中的变化，并比较不同地点的树木。（Cell Press）
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