土星上，惊现神秘十边形！是谁画的？

01

土星南极附近的十边形气流波

说到土星，你脑海里浮现的画面一定是它外围那圈漂亮的光环。但在天文学家眼里，土星还有一个同样传奇的标志，那就是盘踞在北极上空的六边形大气波。这个巨大的六边形气流已经稳定存在了至少44年，是土星最神秘的特征之一。

土星北极的六边形大气波（图片来源：NASA）

然而就在最近，一支国际研究团队在《科学进展》杂志上发表论文宣布，他们在土星的南极发现了一个十边形波。这是有史以来人类第一次在土星南半球观测到大尺度、规则多边形的急流模式。

2023年10月，哈勃的红滤光图像在约土星南纬63度附近捕捉到了十边形结构的早期迹象，不过当时顶点对比度很弱。

2024年8月，随着观测角度改善，十边形的边和顶点变得更加清晰，只是不同经度上的明暗并不均匀。到了2025年8月和9月，十个顶点完全发育成型，不过其中三个非常醒目，四个稍弱，另外三个则轮廓模糊。

这个十边形由10个重复的大气波构成，相邻两个顶点之间的东西向尺度约为16782公里，向东移动的速度仅为2.5米每秒。更特别的是，十个顶点的经度并不是固定不动的，而是以32天为周期来回振荡。

这种动态行为和北极的六边形形成鲜明对比。北极六边形几十年来几乎纹丝不动，是长期稳定的波。而南极十边形则在不断演化，明暗不均，顶点摆动，看起来更像是一个被急流曲率束缚住的大型蜿蜒波。

这个十边形究竟为什么会形成，目前仍没有确定答案。

研究团队在发现北极六边形后，从1990年起就在哈勃图像中寻找南极对应结构，卡西尼号在2004到2017年环绕土星期间也没发现长期存在的南极波形。这说明十边形很可能是在近些年才形成的。

接下来，研究团队计划联合哈勃、詹姆斯·韦布太空望远镜以及地面望远镜持续监视这个十边形。随着土星南半球向夏季过渡，太阳辐射增强，科学家将有机会观察它是会像北极六边形那样稳定下来并长久存在，还是会在几年内消散或变形。

土星南极附近的十边形气流波图案（图片来源：NASA）

课代表总结：怎么感觉南极中心也似乎是一个六边形呢？

参考文献：

Agustín Sánchez-Lavega et al. ,A decagon wave around Saturn’s south pole.Sci. Adv.12,eaee4251(2026).DOI:10.1126/sciadv.aee4251

02

“天性”到底有多大程度是来自“天”的？

我们常用“天性使然”来描述一个人的性格特点，例如“天生的乐天派”“我天生不会说话”等。你是不是偶尔也会想：为什么有人天生外向，见谁都能聊两句，而有人一聚会就只想躲角落？这种性格差异，到底有多少是天生的，多少是后天养成的？

最近，《自然》杂志发表了一项迄今为止最大规模的人格遗传学研究。由密歇根州立大学、布里斯托大学、得克萨斯大学奥斯汀分校等机构组成的国际团队，汇集了来自46个队列的数据，涵盖约114万人，对“五大人格特质”（Big Five Personality Traits）进行了全基因组关联分析。

五大人格特质是心理学领域最主流的人格描述框架。简单说，它把人的性格归纳为五个基本维度，就像用五个坐标轴来描绘一个人大致的行为倾向。

这五个维度分别是：开放性（Openness，喜欢新的还是偏向传统）、尽责性（Conscientiousness，喜欢条例还是追求随性）、外向性（Extraversion，喜欢社交还是安静内敛）、宜人性（Agreeableness，友善互助还是竞争坚持）、神经质（Neuroticism，情绪稳定还是难以抗压）。

结果发现了1260个与这些人格特质相关的基因变异，其中有824个是此前从未被发现过的。听起来很多对吧？但关键在于，每一个单独的基因变异对人格的影响都微乎其微。没有任何一个基因能像某些致病基因那样，单独决定一个人是否外向或者是否容易焦虑。

研究人员进一步计算发现，所有这些已知的基因变异加起来，也只能解释人与人之间人格差异的7.4%到10.6%。

那基因到底有什么用呢？它的意义不在于算命，而在于揭示群体层面的规律。比如，通过遗传学工具，科学家可以把人格与各种健康和社会结局联系起来，从而理解性格如何影响我们的选择和生活。

所以，下次再有人跟你说“我这人天生就这样，改不了”，你可以告诉他：基因确实会影响性格，但影响程度可能并没有你想象的那么多。人格是遗传与环境共同作用的结果，你走过的路、读过的书、爱过的人和经历过的每一天，也会不断参与塑造你最终成为怎样的人。毕竟，基因给你的是初始设定，而你自己才是那个不断升级版本的程序员。

人的性格特质中，基因的贡献可能并没有大家想得那么多（图片来源：视图网）

课代表总结：生物教科书经典名言：表现型=基因+环境！

参考文献：

Schwaba, T., Clapp Sullivan, M.L., Akingbuwa, W.A. et al. Robust inference and correlates from genetic associations with personality. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10992-9

03

大脑：“你不痛！”颅骨：“不，你痛”

有些人腰痛、膝盖痛反反复复，疼了十几年，明明拍片看损伤并不严重，却痛到影响生活。最近，科学家在颅骨里找到了一个被忽视的真相，也许能解释这种挥之不去的痛。

在过去，科学家一直以为，骨髓生产的免疫细胞如果要去保护大脑，得绕远路从身体其他骨骼出发，跟着血液长途跋涉才能抵达。

2018年，研究者发现，颅骨和大脑之间其实有一条隐蔽的秘密通道。免疫细胞可以通过这条通道，快速从颅骨骨髓直接进入大脑。换句话说，颅骨不只是一块硬壳，它更像是大脑的免疫“警卫室”，随时准备出动。

2026年9月，哈佛医学院团队在《科学·转化医学》发表了一项新研究。他们用一种特殊的联合扫描，给125名慢性疼痛患者做了检查，其中包括88名慢性腰痛患者和37名膝关节骨性关节炎患者，并与22名健康人对比。

科学家重点观察了一种叫TSPO的蛋白。你可以把它理解成免疫细胞的一种“信号灯”。TSPO越多，说明颅骨骨髓里的免疫细胞越活跃。

结果让人吃惊。慢性疼痛患者的颅骨骨髓里，TSPO信号灯大面积亮起，尤其是额头和后脑勺对应的颅骨区域。其中，膝盖痛患者的信号最强，腰痛患者次之。

更关键的是，信号灯越亮，患者自己报告的疼痛越剧烈，对日常生活的干扰也越大。研究害发现，TSPO水平还与焦虑、抑郁和疼痛负担等指标相关。

为了验证影像结果的可靠性，研究者还检查了两名62岁逝者的颅骨组织。一位生前有慢性疼痛史，另一位没有。结果显示，有疼痛史的那位，颅骨骨髓里的细胞总数超过对照者两倍，且TSPO阳性细胞比例高达82%，而对照组只有55%。

这项发现最颠覆的地方在于：慢性疼痛可能不只是腰间盘或膝盖本身的问题，大脑和颅骨骨髓之间的免疫对话也在推波助澜。

研究者推测，大脑里因为长期疼痛产生的炎症信号，会通过颅骨和脑膜之间的秘密通道，传导到颅骨骨髓，激活那里的免疫细胞。这些被激活的免疫细胞反过来可能加剧大脑的神经炎症，让疼痛持续放大，形成恶性循环。

事实上，在阿尔茨海默病、脑卒中、抑郁症、自闭症等神经相关疾病中，科学家也都观察到了颅骨骨髓被激活的现象。这说明，颅骨骨髓的免疫响应可能不是某种病独有的，而是多种脑相关疾病的共同土壤。颅骨骨髓未来有望成为一种评估疼痛严重程度的客观指标。今后医生也许能通过扫描颅骨骨髓里的TSPO，判断一个人的疼痛程度和病情进展。

研究提醒我们，慢性疼痛是一种全身性疾病，涉及大脑、免疫和情绪的复杂互动，需要综合的管理和治疗。

需要客观说明的是，这项研究属于观察性研究，科学家目前还无法确定，到底是颅骨骨髓的免疫激活导致了慢性疼痛，还是慢性疼痛引发了颅骨骨髓的反应。因果关系的答案，还要留给未来的研究。

红色的地方表示颅骨免疫细胞聚集的位置（图片来源：science.org）

课代表总结：道理我都懂，不过这颅骨的质地怎么感觉像网球？

参考文献：

Mehrbod Mohammadian et al. ,Elevated translocator protein in skull bone marrow is linked to human chronic pain.Sci. Transl. Med.18,eaed8729(2026).DOI:10.1126/scitranslmed.aed8729

04

基于化学反应发光的超分辨成像方法

连上小学的孩子都知道，想拍照，就得有光源。给小狗拍照和给细胞拍照，都是这个道理。

问题在于，给小狗打个补光灯，对它可造不成生命威胁。但传统的超分辨率显微镜，依赖外部强激光来照亮样本，虽然能看清，但强光本身会伤害细胞，根本无法长时间观察细胞的生命活动。有没有办法不用外部的强光，而是利用细胞自身发出的微弱光芒来成像呢？细胞中部分化学反应本身就能产生光，如果能用这些发光反应标记细胞中的特定结构，就可以在不使用外部激光激发的情况下获得图像。

理论上可行，但实际困难很大。细胞内的化学发光非常暗淡，光子数量极少，传统相机根本捕捉不到清晰的画面。

这就是刚刚发表在《自然》杂志封面上的这项研究要解决的问题。浙江大学冯建东教授团队与哈尔滨工业大学赵唯淞教授团队，开发出一套全新的、无需外部光源的超分辨成像方法，称为RIED新成像框架，为光学显微成像领域推开了一扇新的大门。

他们把一种叫做Bis Tris的生物缓冲液替换掉常规的化学试剂，结果让细胞的化学发光强度提升了整整1000倍。这样一来，只需要20毫秒的曝光时间，就能拍出清晰不模糊的图像。

但这还不够。为了让图像达到超分辨率级别，研究团队还设计了一套计算机算法。这套算法专门针对化学发光的特点，能够从闪烁飘忽的微弱光线中过滤噪声、重建细节，最终把成像精度推进到大约100纳米。要知道，一根头发丝的直径大约是10万纳米，100纳米相当于头发丝直径的千分之一。

RIED对细胞极其温柔。在研究团队进行的对照实验中，结构光照明显微镜（SIM）在连续激光照射下，18分钟内就出现了明显的光漂白；而RIED让研究人员连续拍摄了长达41小时的线粒体高清“视频”。

除了长时间观测的优势，RIED在灵敏度上也表现惊人。研究人员用癌症标志物CEA做测试，发现虽然RIED的光产生效率不如传统荧光法，但检测灵敏度却是传统方法的8倍。这意味着它能捕捉到更低浓度的生物标志物，对早期疾病诊断具有潜在价值。

这项研究的核心突破，在于用化学反应取代了物理光源。它不是对现有显微镜的修修补补，而是提供了一种全新的成像范式。

用RIED拍摄的细胞图片，质量已经很精美了（图片来源：Nature）

课代表总结：细胞影像正式进入短视频时代！

参考文献：

Zhu, W., Zhang, C., Gui, J. et al. Luminescent-reaction-enabled super-resolution imaging. Nature 657, 127–134 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10889-7

05

最早定居下来的人类，主菜是烤蜥蜴和炖蛇

一项发表在《美国国家科学院院刊》上的新研究，提供了迄今最系统的系统证据，证明黎凡特南部地区的纳图夫文化人群，曾经把爬行动物当作重要的日常食物来源。

纳图夫文化在考古学上有着特殊地位。大约1.5万年前，生活在今天以色列一带的纳图夫人开始从游猎转向定居，建立起长期居住的聚落。他们是目前已知最早大规模走向定居生活的狩猎采集人群之一。

这件事发生在农业诞生之前，意味着他们是最早告别流浪生活的人类群体之一。但定居也带来了新的挑战：活动范围变小，不能再像以前那样精挑细选食物资源，必须想办法填饱肚子。

研究团队在以色列卡梅尔山的艾尔瓦德台地遗址进行了发掘。这里保存了20层连续叠压的居住遗迹，跨越了大约3000年时间。研究人员在这些地层中发现了数千块蜥蜴和蛇的骨骼碎片。

关键问题在于，怎么区分哪些是被人类吃掉的，哪些是自己死在洞里或被猛禽叼来的？答案是显微镜。研究者在大型蛇类的骨骼上，发现了燧石刀具留下的切割痕迹，而且这些切痕的位置高度一致，显然是人为处理食物的结果。

更有意思的是纳图夫人的捕猎偏好。研究者发现，他们并不是抓到什么吃什么，而是很有策略地挑选猎物。最受青睐的是欧洲蛇蜥，体型大、行动慢、没有危险性，堪称完美食材。他们还会抓那些相对无害的大型蛇类，比如大鞭蛇。而那些有毒的蝰蛇，则很少出现在菜单上。

在整个3000年的居住序列中，欧洲蛇蜥的骨骼始终高频出现。这说明即便纳图夫人的人口增长、聚落扩大，爬行动物依然是一种可靠且可持续的食物供应，没有因为过度捕猎而枯竭。

这项研究的新颖之处在于，它填补了史前人类食谱研究中的一个空白。过去谈到旧石器时代晚期和新石器时代前夕的人类饮食，焦点往往集中在大型哺乳动物、鸟类、鱼类和植物上。爬行动物作为食物来源，几乎没有被认真研究过。而这批证据表明，蜥蜴和蛇在纳图夫人的日常饮食中占据着相当稳定的地位，是他们适应定居生活的重要策略之一。

从今天的眼光来看，吃蜥蜴可能有点重口味，但在那个时代，这恰恰是人类智慧的体现：懂得选择安全的猎物，懂得如何处理不同种类的爬行动物，懂得维持可持续的资源利用。正是这些看似不起眼的生存技能，支撑着人类迈出了走向文明的第一步。

大鞭蛇骨上留下的明显刀痕 （图片来源：参考文献）

课代表总结：我小时候隐约记得吃过一次蛇肉。

参考文献：

M. Lev,M. Weinstein-Evron, & R. Yeshurun,  Three millennia of lizard and snake consumption by Natufian foragers, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (35) e2609354123, https://doi.org/10.1073/pnas.2609354123 (2026).

作者简介

牧心，科普作者。