海底5000米，惊现巨型墓地！400多处鲸鱼化石长眠于此，足足绵延1200公里

牧心2026年06月13日约 12 分钟

本期导读

为何鲸落聚集在这片鲸鱼墓地；
海岸红树林正在重新变得茂密；
纳米管能感受到光产生的阻尼；
基因加倍为大脑演化提供动力；
冷冻器官保存复苏技术的神奇。

我国科学家发现长度上千公里的鲸鱼大墓地

近日，由中国科学院深海科学与工程研究所主导实施的“全球深渊探索计划”报告了一项震惊世界的发现。中国科学家乘坐“奋斗者”号载人潜水器，在澳大利亚与南极洲之间的迪阿曼蒂纳断裂带（Diamantina Zone）海底，找到了一个绵延1200公里的巨大“鲸落墓地”。这里不仅生活着奇特的深海生物群落，还沉睡着数百具古老的鲸类骨骼，其中最古老的已有530万年历史。这项研究于2026年6月10日在线发表在《自然》期刊上。

当一头巨鲸在海洋中死去，它的尸体会缓缓沉入海底，这个漫长的坠落过程被称为鲸落。一鲸落，万物生。庞大的鲸尸为荒芜的深海带来了罕见的“盛宴”，能够滋养一套独特的生态系统长达数十年甚至上百年。从食腐动物、啃骨蠕虫，到依靠化学合成生存的贝类，无数生命在此繁衍生息。因此，鲸落被誉为深海中的生命绿洲和孤岛。

此次发现的迪阿曼蒂纳区鲸落墓地位于海面以下4616米至7001米的超深渊带。在2023年的科学考察中，研究团队通过32次深潜，在这片区域共记录了485个鲸类遗骸站点，其中包括5个仍处于活跃阶段的现代鲸落生态系统和476处鲸类化石堆积。

鲸骨上覆盖着的是一个高度特化的生物群落，包括脆海星、化能合成双壳类、多毛类、甲壳类和软体动物等。研究人员在深度超过6700米的地方发现了喙鲸遗骸，这刷新了已知鲸落生态系统的最深纪录。

令人惊叹的是这里的化石宝库。研究人员对采集的化石进行分析后，鉴定出包括现存和已灭绝的至少6种鲸类。其中既有现生的长齿中喙鲸（Mesoplodon layardii）和安氏中喙鲸（Mesoplodon bowdoini），也有已灭绝的鲸属。

科学家发现这些化石的年龄介于12万年到526万年之间。这意味着，至少从距今约530万年的上新世早期开始，此地发生的鲸落过程就一直在持续。这些高密度的喙鲸化石之所以能保存数百万年，得益于其极高的骨骼矿化度以及海底极低的沉积速率。

为什么鲸鱼尸体会聚集在此地？迪阿曼蒂纳区复杂陡峭的V形地形像一个漏斗，将鲸类遗骸汇集并固定在海底。该区域富含鱼类资源，吸引了以深潜捕食著称的喙鲸前来觅食。然而，在海底超过3000米的深处捕食，对喙鲸的生理机能是巨大挑战，这可能增加它们因精疲力竭或减压病而死亡的风险。最终，这些巨兽的遗体便在此长眠，最终形成了罕见的“鲸落墓地”。

这些鲸落与深海冷泉、热液口的生态系统共享关键类群，支持了深海鲸落是化能合成生物在海洋中扩散和进化的“垫脚石”这一假说。沿着1200公里轴线分布的鲸落，可能构成了一条先前未被认识的“鲸落群落超级走廊”，对南印度洋深海化能合成群落的连通性与演化起着重要作用。

蒂阿曼蒂那深渊处于硫氧化阶段的鲸落生态系统（图片来源：参考文献）

课代表总结：难以想象科学家在海底发现这片集体墓地，会有多么震惊！

参考文献：

Peng, X., Zhou, P., Song, X. et al. A 5.3-million-year-old deep-sea whale necropolis in the Diamantina Zone. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10546-z

全球红树林面积首次净增

基于近四十年卫星数据，杜兰大学的研究团队分析发现，全球红树林面积已不再是净减少，反而呈现整体增长趋势。

在经历长达四十年的持续消退后，这些扎根于咸水与淡水交汇处的森林终于迎来了历史性转折，为气候变化应对和海岸保护带来了一线希望。相关研究近日以封面文章的形式发表在《科学》期刊上。

红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带，可耐受高盐与潮汐浸泡的特有木本植物群落，对于抵御海岸灾害、维护滨海生态平衡具有重要意义。20世纪末，全球红树林曾大幅萎缩，从1980年代到2010年间损失了约2900平方公里。但过去16年来，新增面积已超过损失面积。

截至2023年，红树林总面积与四十年前相比净减少仅约1%，远低于此前的预估。这一变化标志着全球红树林生态系统正进入新的发展阶段。这一转变彰显了红树林的生态韧性，它们是基于自然的应对气候变化和海岸保护的强大解决方案。

红树林的恢复既来自人工修复，也得益于自然过程。在许多地区，红树林正在重新占据废弃的水产养殖池塘，并向新形成的沿海泥滩扩张。特别是在河流三角洲，泥沙沉积为红树林创造了理想的生长条件。

研究发现，令人鼓舞的不仅是面积增加，还体现在许多红树林正变得更加茂密健康。郁闭型红树林冠层森林在四十年间在全球范围内扩大，这种森林能固存更多碳并提供更强的海岸保护。

红树林是地球上最重要的生态系统之一。它有着密集交错的支柱根和呼吸根，构成了一道天然减浪屏障。此外，红树林是地球上固碳效率最高的生态系统之一。其土壤中缺氧的环境使得有机质分解缓慢，碳被长期封存在泥炭层中，固碳能力可达热带雨林的10倍。

红树林为无数海洋和陆地生物提供了独特的栖息地。其根系是鱼、虾、蟹、贝类幼体的理想庇护所和觅食场，支撑着近海渔业资源。除了生态功能，红树林还为当地社区提供木材、薪柴、蜂蜜、药材等资源。其独特的生态旅游价值也日益凸显，成为许多地区绿色经济的重要部分。

保护策略不应仅仅关注总面积测量。面对气候变化，随着各国投资于更多基于自然的解决方案，红树林未来将成为生态修复的典范之一。

红树林是世界上最重要的生态系统之一（图片来源：视图网）

课代表总结：海陆间的庇护所，孕育着种类繁多的生命，是生态系统的拱顶石。

参考文献：

Zhen Zhang et al. ,Unexpected expansion and regrowth in Earth’s mangrove forests over the past four decades.Science392,1082-1087(2026).DOI:10.1126/science.aec9773

光线制造的阻力让纳米管“刹车”

水中的尘埃会一直在水分子的撞击下做无规则运动，这被称为“布朗运动”。这种运动应该只与分子运动有关，但德国波鸿鲁尔大学的科学家们最近在《自然》杂志上报道了一种奇怪的现象。

他们发现，用近红外激光照射水中的单壁碳纳米管，这些纳米管的扩散速度会降低高达50%。也就是说，光会让布朗运动减速，这种效应被命名为光诱导量子摩擦。

单壁碳纳米管是一种直径仅约1纳米、长度可达微米的管状碳材料。当特定波长的光照射时，碳纳米管内会产生激子——一种被束缚的电子-空穴对。激子能在纳米管中快速移动，寿命约为一百亿分之一秒。

研究人员通过单分子荧光追踪技术观察到，随着激光功率从10微瓦增加到90微瓦，被DNA等生物聚合物包裹的碳纳米管在水中的扩散速度明显变慢，就像水变粘稠了一样。

更有趣的是，这种光控刹车效应还能通过化学手段调节。当加入抗坏血酸时，碳纳米管的运动速度变慢；而加入核黄素时，扩散反而加快。

这表明，激子浓度是影响摩擦力的关键因素。当激子被局域化，例如在碳纳米管上引入量子缺陷时，光诱导的减速效应就消失了。这就像把原本自由奔跑的激子“关进笼子”，它就无法与周围的水分子有效耦合了。

模拟表明，光会诱导激子偶极矩的快速波动，这种动态的电荷涨落与周围水分子的集体运动发生共振，从而将动量从纳米管传递给水，宏观上表现为扩散减慢。

这项研究首次在实验上证实了光可以调控纳米材料在液体中的运动，其机制不同于传统的光镊或激光捕获，因为它依赖于激子与溶剂的量子摩擦耦合，且所需光强低得多。

这为设计光控纳米机器人或微游泳器提供了新思路。通过调节光强或化学环境，可以精确控制纳米颗粒在溶液中的扩散速率。它向我们展示，在微观世界，光不仅能传递能量和信息，还能成为一种精细的力学控制器——这或许将为下一代智能纳米系统打开一扇新的大门。

经DNA等生物聚合物修饰的单壁碳纳米管可溶于水。光激发（excitation）后，产生激子（exciton），激子通过发射近红外光子（emission）或耗散能量而衰减。纳米管由于布朗运动而扩散（图片来源：参考文献）

课代表总结：照光之后，进入子弹时间！

参考文献：

Kistwal, T., Kanhaiya, K., Buchmann, A. et al. Light-induced quantum friction of carbon nanotubes in water. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10632-2

多按了一次“Ctrl+V”，大脑才能如此“聪明”

人类、老鼠乃至鱼类等脊椎动物都拥有复杂精密的大脑，而其他动物的神经系统却相对简单。一项于2026年6月10日发表在《自然》上的研究为我们揭开了谜底的一角：脊椎动物祖先经历的数次全基因组加倍事件，是推动大脑细胞类型爆炸式进化的核心引擎。

想象一下，你正在撰写一份至关重要的项目书，写完之后不小心全选了整个文档，又不小心按了一下粘贴键，导致整篇文档重复了一次——全基因组加倍的原理正是如此。

加倍的结果就是，生物体内几乎所有的基因都多出了一套副本。多出来的基因副本并非冗余。它们为进化提供了绝佳的材料。想要进化出新的基因，总得先有一个基因吧！生物不会平白无故长出新基因，但这种全基因组加倍，为进化提供了一整套的新材料。

有些副本保留了原有功能，有些则逐渐演化出新功能，或者与原版分工合作，各司其职。科学家推测，正是这些多余的基因副本，为脊椎动物构建更复杂的身体结构（包括大脑）提供了遗传基础。

为此，国际科学家团队进行了一次跨越数亿年的细胞普查，调查了包括人类在内的五种脊椎动物，以及文昌鱼这种鱼脊椎动物亲缘关系最近的非脊椎动物。

研究发现，许多脊椎动物的脑细胞类型，在文昌鱼中找不到对应的直系同源物。这意味着，这些细胞类型很可能是在脊椎动物谱系诞生后才创新出来的。

例如，大脑中的胶质细胞能够为神经元提供营养支持和保护等功能。调控这些胶质细胞分化的关键转录因子家族（如SoxE家族基因Sox9、Sox10），正是从加倍副本中演化而来的基因。

在文昌鱼中，一个原始的SoxE基因可能同时兼职多种胶质前体细胞的功能。而在脊椎动物中，经过全基因组加倍，这些副本得以分工：Sox9主导星形胶质细胞命运，Sox10则专攻少突胶质细胞分化。

这次研究首次在全基因组层面系统性地证明了全基因组加倍是脊椎动物细胞类型创新的关键机制，而不仅仅是基因数量的简单增加。它揭示了亚功能化是重复基因驱动细胞类型分化的主要途径，为理解复杂性状的进化提供了具体模型。

数亿年前那次偶然的基因组“复制粘贴”错误，非但没有摧毁我们的祖先，反而为其后代打开了一扇通往无限复杂性的大门，最终孕育出能够思考、创造和感受的智慧大脑。这既是进化的偶然，也是生命的奇迹。

谁也不知道文昌鱼是怎么活下来的，但它们就是活下来了（图片来源：中国科学院）

课代表总结：“加倍！”“不加倍。”“超级加倍！”

参考文献：

Zhu, Y., Zhang, S., Wei, J. et al. Whole-genome duplication shaped cell-type evolution in the vertebrate brain. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10629-x

复杂器官深低温保存研究获进展

器官，能不能像速冻食品一样，长期 “锁鲜” 保存，解冻后依然鲜活？这不是科幻，而是全球临床医学与低温医学领域追逐了几十年的目标。

近日，中国科学院理化技术研究所研究团队将液态金属用作低温保护剂，给器官穿上了一件特制的“液体铠甲”，并在其内部开通了“热高速公路”，不仅成功跨越了器官深低温保存的“尺度鸿沟”，更是让一颗兔肾在-150℃环境中“沉睡一周”后成功复活，为器官长期保存与临床移植开辟了新方向。

目前，慢速冷冻与玻璃化保存技术已能实现细胞、简单组织的冻存。但面对肾脏、肝脏、心脏这类结构复杂的器官，传统方法频频失效。器官结构复杂、导热极差，冻存时极易因传热不均出现冰晶刺破细胞、热应力碎裂，成为横亘在科学家面前的一道鸿沟。

针对大尺度器官的传热瓶颈，科研团队自主研发出柔性液态金属低温保护剂，以镓铟合金为核心，搭配生物相容性高分子，打造出兼具超高导热、柔性贴合、可灌注、可洗脱的新一代保护材料。

团队新研发的柔性液态金属低温保护剂导热系数高达9.3W/m·K，比传统纳米复温液提升近10倍，低温下可相变平整化，像“液态铠甲”一样无缝贴合器官表面，搭配明胶界面过渡层，可快速洗脱、高效回收，生物安全性拉满。基于以上高导热材料，研究团队提出了全新的“介入式强化传热”范式：表面强化传热，液态金属紧密包覆器官，消除界面空隙，大幅降低界面及接触热阻；体积强化传热，保护剂灌入血管网络，在磁场下实现全域均匀复温；协同强化传热，内外联动，打通“热高速公路”，使热应力直接降低了两个数量级。

科研团队先后在兔皮肤、血管、肾脏等多尺度样本上开展系统验证。结果证明，相较于传统水浴复温方法，皮肤在液氮中长期保存及复温后存活率提升1.7倍，且移植后皮肤愈合能力显著增强，同样保存条件下血管存活率提升3.6倍。团队还成功实现了10ml级兔肾脏的深低温保存与异体移植，在-150℃玻璃化保存7天。此前，该领域最好水平仅停留在~1ml大鼠肾脏异体移植，~10ml兔肾脏仅有自体移植个例，且存活率仅1/3。

这一突破为未来构建规模化器官库提供了理论和技术支撑，有望打破器官移植的“时间壁垒”，让稀缺的供体器官能够跨越时间和空间，挽救更多生命。