章鱼：爱你哦，摸摸哒！（一周趣科学第100期！文末内有彩蛋！）

01

章鱼：爱你，摸摸哒！

在幽暗的海洋深处，一只雄性章鱼小心翼翼地伸出了一条特别的腕足。它没有用它来探索或捕食，而是精准地穿过障碍物上的小孔，探入雌性章鱼的体腔。

无需视觉参与，甚至无需全身接触，一场关乎物种延续的仪式就此悄然完成。科学家们最近发现，这个神秘的交接过程，依赖于章鱼一条特殊腕足上令人惊叹的感官能力——它不仅能传递生命种子，更是一封化学情书的虔诚读者。

雄性章鱼八条腿中的一条腿（通常右侧第三腕）会特化成交接腕，生物学上称为茎化腕。它会蜿蜒进入雌性的外套膜，将一枚包裹着大量精子的精荚输送至其生殖孔附近，完成精子传递。

然而，科学家们长久以来的疑问是，海底没有光，章鱼是如何在一片黑暗中精准完成这一切的？近日，《科学》（Science）杂志以封面文章的形式刊登了两篇报道，为我们揭开了这一谜团。

Science封面图片，两只正在交配的章鱼（图片来源：science.org）

当研究人员在调查章鱼的受体时，惊奇地发现，这条通常蜷缩在身旁、不用于探索觅食的专用腕足上，竟然布满了与其他腕足类似的传感器。这就像一个一直被认为只用来写作的食指，突然被发现指尖也拥有品尝美食的能力。

研究人员将雄性章鱼和雌性章鱼分别放入水箱中由黑色隔板分开的两侧，隔板上的小孔仅容腕足通过。

结果令人惊叹：即便没有任何视觉线索，雄性的那条特殊腕足也能准确找到并进入雌性的体腔，而雌性通常也会接受这种接触。双方甚至会为传递精荚而静止超过一小时。

当在完全黑暗中进行实验，甚至用涂有特定化学物质的管子替代雌性时，结果依然明确：雄性章鱼仅凭这条腕足的触化学感觉，就能识别出正确的伴侣。

进一步的研究揭示了这封化学情书的具体内容。科学家在雌性生殖器官中发现了高浓度的孕酮前体分子。这种古老的性激素，是吸引雄性的关键信号。

科学家在交配腕上定位到了一个名为CRT1的受体，它对孕酮反应强烈。有趣的是，这个受体此前已知的功能是在捕食时探测猎物表面的微生物，如今却被发现兼职担任了求爱信号的关键接收器。

章鱼是独居动物，只为交配而短暂相遇。在茫茫海底，当它们的腕足掠过岩石与沙地时，如何准确识别同种异性，避免无效的杂交？这条兼职感觉器官的交配腕，或许正是解开谜题的关键。

章鱼通过“伸手”来完成交配（图片来源：Berkeley）

课代表总结：那么到底是现有孕酮，还是先有孕酮受体呢？

参考文献：

Pablo S. Villar et al. ,A sensory system for mating in octopus.Science392,96-101(2026).DOI:10.1126/science.aec9652

02

男性避孕新方向

避孕的责任天平，长久以来倾斜于女性一侧。从每日服用的药片到皮下埋植，女性承担了大多数可逆避孕的技术与身体负荷。而男性可选择的方法却数十年未变，要么是效果短暂的安全套，要么是几乎永久性的结扎术。不过，科学正在悄然改写这份不平衡。近期，一项来自康奈尔大学的研究让我们看到了男性避孕的新可能——一种安全、可逆、长效且非激素的避孕新途径。

这项突破的核心，在于巧妙瞄准了精子制造过程中的一个关键环节：减数分裂。如果把精子发育比作一场严格选拔的精兵训练，那么减数分裂就是其中最核心的成军仪式。在此过程中，细胞通过复杂分裂，最终形成携带半数遗传物质的精子。

研究人员发现，若能暂时中止这个仪式的某个特定步骤，就能让精子生产完全停工。

为实现这一点，科学家借助了一种名为JQ1的小分子物质。它本身是用来干扰癌症细胞分裂的，但是效果不佳，因为它失效后细胞会快速恢复分裂能力。

而这种性质恰好是一种可逆的避孕药所需要的。于是，科学家将它用于男性避孕的研究。

JQ1能干扰减数分裂中一个称为前期I的阶段。在这段时间里，染色质需要完成精准的配对、交换与重组，如同士兵在接受最后的编队与装备配发。JQ1的作用，就像是暂时解散了这个编队现场，使发育中的细胞无法继续前行，从而彻底暂停精子的生成。

这种干扰是可逆的。在动物实验中，接受JQ1处理数周后，小鼠的精子生产完全停止。而一旦停止给药，大约六周内，减数分裂过程便逐渐恢复正常，健康的精子重新开始生产。

后续繁殖实验证实，这些小鼠不仅恢复了生育能力，它们的后代也完全健康，并具备正常的生殖力。

这意味着，治疗并未损伤到最源头的精原干细胞，也没有留下长期的遗传隐患。精子生产线只是被临时按下了暂停键。

这一策略的创新之处，在于它跳出了传统激素调控的框架。激素类避孕可能带来情绪波动、体重变化等副作用，而非激素途径则有望规避这些风险。同时，它也与结扎有本质不同。结扎是物理阻断输精管道，而新方法是从细胞发育的源头进行温和且可逆的调控。

如果这一技术未来成功应用于人类，可能会以数月一次的注射或贴片形式出现，为男性提供一种可靠、长期但非永久的选择，同时象征着生育责任共担的科学基础正在夯实。

一种安全、可逆、长效且不含激素的男性避孕药，能够可靠地抑制精子生成。（图片来源：veer图库）

课代表总结：人类男性避孕的新希望。

参考文献：

Stephanie Tanis, Leah E. Simon, Adriana K. Alexander, Tegan S. Horan, Maria de las Mercedes Carro, Samantha Jane Bonnett, Audrey Xie, Roni Ben-Shlomo, Connor E. Owens, Charles G. Danko, Jelena Lujic, Paula E. Cohen. Meiotic prophase I disruption as a strategy for nonhormonal male contraception using small-molecule inhibitor JQ1. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026; 123 (15) DOI: 10.1073/pnas.2517498123

03

小行星贝努保存着太阳系童年的秘密

2023年9月，一艘名为OSIRIS-REx的探测器跨越茫茫深空，将一份珍贵的宇宙包裹送回地球。它来自一颗名为贝努的小行星，大小约相当于五座足球场。

在最新发表于《美国国家科学院院刊》的研究中，由石溪大学科学家领衔的团队，运用红外与拉曼光谱等尖端技术，将观测尺度推进到20纳米——约相当于一个大分子的大小。

他们发现，贝努样本并非均匀一致，而是清晰地划分出三个化学性格迥异的区域：

第一类是富含脂肪族化合物的区域，其中的碳氢化合物如舒展的开放链条；第二类是碳酸盐富集区，富含钙、镁等无机矿物；第三类则含有氮元素的复杂有机物，这些分子可能是从更古老的太阳系物质中继承而来，也可能是在水岩相互作用中改造而成。最关键的是，这三者界限分明，彼此交织很少。

如此清晰的分区，透露了贝努形成早期的重要秘密：水的作用方式。研究显示，对水敏感的有机硫化合物几乎只存在于碳酸盐区域，这暗示碳酸盐是从富水流体中沉淀出来的。而脂肪族和含氮有机物遇水易变，它们所在的区域却相对干燥。

这说明，水并未浸染整颗小行星，而是像隐藏的地下河，在局部网络般的通道中流动，只改变它流经的地方，而其他区域则保持原初的干燥状态。

这一发现改变了我们对早期小行星演化的想象。过去或许认为，水和岩石会充分混合。但贝努告诉我们，即便在小行星内部，水也可能以某种“管道式”的方式活动，形成一个个化学特征迥异的独立空间。有些房间被水改造，有些房间则保持着诞生时的干燥原貌。

这项纳米尺度的分析，如同在宇宙考古中使用了高倍放大镜，让我们看到太阳系初期更精细的运作场景。水如何输运，有机物如何保存，矿物如何沉淀——这些过程共同编织了行星形成的初始条件。

贝努和另一颗已被取样的小行星“龙宫”，将成为对比研究的珍贵双星，帮助科学家还原更详细的太阳系童年史。

理解这些小行星，也在理解我们自己。地球的水和有机物从何而来，生命的前奏如何在宇宙中谱写，答案或许就藏在这些古老而细致的化学分区中。

贝努的样品（图片来源：参考文献）

课代表总结：在那些微小的空隙中，也许诞生了最早的生命……

参考文献：

M. Yesiltas,A. Dopilka,R. Kostecki,T.D. Glotch, & P. Northrup,  Nanoscale infrared spectroscopy reveals complex organic–mineral assemblages in asteroid Bennu, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (14) e2601891123, https://doi.org/10.1073/pnas.2601891123 (2026).

04

夜间灯光的脉搏反映出人类社会的波动

如果你曾见过从太空拍摄的地球夜景，一定会对那片璀璨的星光印象深刻。科学家们给夜间的地球灯光照起了一个很形象的名字：黑色大理石（Black Marble）。

过去，我们普遍认为，随着全球发展与城市扩张，这颗星球的夜晚只会变得越来越亮。然而，一项发表于《自然》期刊的最新封面研究，通过分析2014年至2022年高达百万张的每日卫星影像，为我们揭示了一个更复杂、更动态的真相：地球的夜晚并非一直变亮，而是在频繁地明暗闪烁，如同一种加速搏动的社会脉搏。

这项研究的突破性在于其空前的精细度。以往，受限于技术，我们对夜间人造光的分析多基于年度或月度数据平均值，这就像用一张长时间曝光的照片来记录一场足球赛，只能看到一片模糊的运动轨迹，而丢失了所有传球、射门的细节。

此次，科学家们运用了NASA的高精度每日夜间灯光数据，并采用了一种名为VZA-COLD的连续变化检测算法，终于能像观看高清慢镜头一样，逐日解析全球夜间灯光的细微变化。

分析结果颠覆了传统认知。研究发现，在九年时间里，全球所有发生过变化的灯光区域，平均每处经历了高达6.6次的明暗转换。

累计的剧烈变化区域面积超过200万平方公里，而渐进变化区域更是高达1900万平方公里。总体而言，变亮为全球亮度贡献了34%的增长，但同时，变暗又抵消了其中18%。

这意味着，变亮与变暗并非孤立事件，而是在全球范围内持续共存、相互角力的普遍现象。

更重要的是，这种双向波动正在显著加剧。数据显示，无论是变亮的程度，还是变暗所影响的面积，其强度都在过去十年中呈现出明显的增强趋势。地球的夜间灯光图景正变得愈发不稳定和充满波动性。

那么，这些明暗闪烁究竟意味着什么？它们是人类社会活动的精准心电图。

一次突兀的变亮，可能对应着一座新工业区的落成、一片农田转为城市，或油田开采中燃烧的熊熊火炬。而一次突如其来的大面积变暗，则可能标记着一场飓风导致的电网瘫痪、一地冲突带来的破坏，或是新冠疫情期间封城带来的经济暂停。

研究清晰地捕捉到了2020年初亚洲多地因疫情封锁产生的灯光骤降，以及2022年欧洲因能源危机而实施节电措施后出现的持续性暗淡。

长期的、渐进的趋势同样讲述着深刻的故事。欧洲大片地区，特别是法国、英国、荷兰等国，呈现出结构化的变暗模式，这主要归功于LED节能灯的普及和严格的光污染治理政策。

相反，委内瑞拉的黯淡无光，则揭示了其经济衰退与基础设施的崩溃。在印度，大规模的变亮与快速城市化和农村电气化进程同步，但其内部也镶嵌着因产业升级或规划调整产生的局部暗斑。

这项研究如同一面镜子，映照出人类文明的活力、脆弱性与转型阵痛。它告诉我们，夜间灯光远不止是繁荣的象征，其动态的、双向的波动模式，更能精准反映经济发展、政策干预、能源转型、社会动荡乃至环境灾害的复杂影响。

2014到2022年夜间灯光的缓慢变化（图片来源：参考文献）

课代表总结：去乡下，才能再次看到夜里的星星。

参考文献：

Li, T., Wang, Z., Kyba, C.C.M. et al. Satellite imagery reveals increasing volatility in human night-time activity. Nature 652, 379–386 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10260-w

课代表总结：课代表真是我见过最谦虚，最不自我吹嘘的人啊！

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作者简介

牧心，科普作者。