科学家们创造出了具有可控手性切换特性的人工双螺旋复合物

摘要：脱氧核糖核酸（DNA）是生物体内携带遗传信息的分子系统，利用其两条螺旋链来转录和放大这些信息。科学家们对开发能够匹配甚至超越 DNA 功能的人工分子系统非常感兴趣。双螺旋折叠体就是这样一种很有前途的分子系统。 新创造的人工双螺旋复合物可折叠成明确的螺旋结构，如蛋白质和核酸中的螺旋。由于其具有手性和构象切换特性，它们作为刺激响应型可切换分子、可调手性材料和协同超分子系统受到广泛关注。合成的双螺旋单甲基折叠聚合物表现出可控的手性切换，有助于开发用于分子信息处理的新型人工超分子系统。资料来源：东京理科大学 Hidetoshi Kawai双螺旋折叠体不仅具有更强的手性特性，而且还具有独特的特性，例如可以将手性信息从一条手性链转录到另一条不具有手性特性的手性链上，从而有可能应用于核酸等与复制有关的高阶结构控制领域。然而，由于难以平衡切换所需的动态特性和稳定性，对这类人工分子的手性切换特性进行人工控制仍具有挑战性。虽然过去已开发出各种螺旋分子，但双螺旋分子和超分子的扭转方向逆转却鲜有报道。双组构单金属叠层化合物的突破性进展由理学院化学系的 Hidetoshi Kawai 教授领导，包括化学系的 Kotaro Matsumura 在内的日本东京理科大学研究人员组成的研究小组取得了一项突破性进展，开发出了一种新型机械结构--具有可控手性切换功能的双螺旋单金属叠层。Kawai 教授解释说："在这项研究中，我们成功合成了一种双螺旋单核复合物，在螺旋中心桥接了一个金属阳离子，以平衡稳定性和动态特性。通过使用不同溶剂改变两条螺旋线的左右缠绕方向，这些结构可以进行反转切换"。他们的研究发表在2024年7月19日的《美国化学学会杂志》上。研究人员从两条具有 L 型单元的双吡啶型链合成了双螺旋单金属叠层物，这些叠层物在与锌阳离子形成复合物后形成了双螺旋结构。X 射线晶体学揭示了以金属阳离子为中心的双螺旋结构。研究人员研究了单金属叠层在外界刺激下的可转换性，发现双螺旋形式的螺旋末端可在溶液中展开，形成开放形式，在高温下更受青睐，并在低温下重新折叠为双螺旋形式。螺旋控制和潜在应用有趣的是，带有手性链的双螺旋单甲基折叠聚合物的螺旋度可根据非手性溶剂进行控制。例如，在非极性溶剂（甲苯、己烷、Et2O）中，它变成左旋或 M 型，而在路易斯碱性溶剂（丙酮、二甲基亚砜）中，它变成右旋或 P 型。研究发现，引入螺旋链的手性链的构象对这种 M/P 转换非常重要。此外，他们还发现，当带有手性链的螺旋链与不带手性链的螺旋链混合时，螺旋的缠绕方向会传递并放大到不带手性链的非手性链上，螺旋反转能力得以保持。Matsumura 先生强调了这一新分子的重要意义，他说："我们合成的双螺旋单金属叠层化合物有望应用于新型开关手性材料，通过少量输入就能输出多种手性特性，并可用于开发手性传感器。此外，我们还希望这种新型分子结构能够通过传输和放大其卓越的手性特性，促进自然界中脱轨和有组织的超分子系统的形成。"这项研究标志着在实现人工可控双螺旋结构方面迈出了重要一步，为新型高阶分子系统和分子信息处理铺平了道路。编译自/ScitechDaily 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442134.htm

科学家发现无光合作用 可偷取养分生存的神奇植物

摘要：马来西亚雨林中新发现的植物Thismia malayana寄生于真菌，在阴暗的灌木丛中生存。它体型小，由昆虫授粉，被列为易危物种，突出了保护需求。 科学家们发现了一种非同寻常的植物，这种植物通过从地下真菌中窃取养分而存活下来。这种不寻常的植物被命名为Thismia malayana，最近，马来西亚森林研究所（FRIM）的植物学家与当地博物学家和相关者合作，在开放获取期刊《PhytoKeys》上发表了这一新物种。Thismia malayana活体标本。图片来源：Mat Yunoh Siti-Munirah在马来西亚半岛热带雨林中发现的Thismia malayana属于一种被称为"绵状异养生物"的植物。与大多数植物不同，这种蕈菌不进行光合作用。相反，它们像寄生虫一样，从根部的真菌那里偷取碳资源。这种适应性利用了菌根共生的优势，菌根共生通常是定殖真菌和植物根系之间的一种互利关系。带鳞片的Thismia malayana（最细级为 0.5 毫米） A 侧视图 B 俯视图 C 与 20 分硬币（直径 23.59 毫米）相比的大小。资料来源：Chin Hardy-Adrian通过窃取真菌的养分，这种新发现的物种在茂密森林林下的低光照条件下茁壮成长，在那里，蚋和其他小昆虫为其高度特化的花朵授粉。Thismia malayana A 开花植物 A1 花被管，内表面 A2 环带和雄蕊花丝，从内部看 B 花序，有对生花和数个幼果 B1 花柱和柱头 B2 环带，俯视图 C 花，侧视图 D, E 雄蕊，从内部和外部看，E1 雄蕊上连接体：F 雄蕊上连接体，顶端视图 G 雄蕊管，从下往上看 H，开裂后的 H1 果实，俯视图，H2 种子 I 带根的嫩枝基部。资料来源：Siti-Munirah (A1-I) 和 Hardy-Adrian (A)这种非凡的植物长约 2 厘米，通常隐藏在落叶堆中，生长在树根或旧腐木头附近。研究小组在两个地方发现了Thismia malayana：森美兰州古农昂西森林保护区的低地和彭亨州登古哈桑纳尔野生动物保护区古农贝诺姆的丘陵双叶林。古农昂西森林公园 Ulu Bendul RP（A、B）和 Tengku Hassanal WR（C-E）的Thismia malayana栖息地尽管体型较小，Thismia malayana对环境变化非常敏感，根据《世界自然保护联盟红色名录》的标准，其已被列为易危物种。它的分布范围有限，而且由于靠近远足小径，可能会受到践踏的威胁，这都凸显了持续保护工作的重要性。编译自/ScitechDaily 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442131.htm

新证据显示行星会影响太阳的磁周期

摘要：德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心（HZDR）和拉脱维亚大学的研究人员首次对太阳的各种活动周期提出了全面的物理解释。他们指出，太阳上的旋涡状气流（即罗斯比波）是金星、地球和木星的潮汐影响与太阳磁场活动之间的媒介。 太阳目前正再次接近 11 年 "施瓦布周期 "的最大活动期，这是 2023 年 10 月的太阳轨道器图像。图片来源：欧空局和美国国家航空航天局/太阳轨道器/EUI 小组这项研究为不同长度的太阳周期提供了一个一致的模型，并为之前有争议的行星假说提供了有力的论据支持。研究结果发表在《太阳物理学》（Solar Physics）杂志上。尽管太阳离我们很近，是研究得最透彻的恒星，但有关其物理学的许多问题仍未得到完全解答。这些问题包括太阳活动的节律性波动。其中最有名的是，太阳平均每 11 年达到一次辐射最大值--专家们称之为施瓦布周期。之所以会出现这种活动周期，是因为太阳的磁场在此期间会发生变化，并最终逆转极性。如果不是因为施瓦布周期非常稳定，这本身对于恒星来说并不稀奇。在施瓦布周期之外，还有其他一些不太明显的活动波动，从几百天到几百年不等，每个周期都以发现者的名字命名。尽管人们已经尝试用数学计算来解释这些周期，但仍然没有一个全面的物理模型。多年来，HZDR 流体动力学研究所的弗兰克-斯特凡尼博士一直是"行星假说"的倡导者，因为行星的引力显然对太阳产生了潮汐效应，类似于月球对地球的潮汐效应。每隔 11.07 年，当金星、地球和木星这三颗行星与太阳排成一条特别引人注目的直线时，这种效应就会最强，就像地球上新月或满月时的春潮一样。这与施瓦布周期非常吻合。太阳的磁场是由太阳内部导电等离子体的复杂运动形成的。"你可以把它想象成一个巨大的发电机。虽然这个太阳发电机本身会产生一个大约 11 年的活动周期，但我们认为行星的影响会干预这个发电机的工作，反复给它一点推动力，从而迫使太阳出现异常稳定的 11.07 年节律，"斯特凡尼解释说。几年前，他和他的同事在现有的观测数据中发现了这种时钟过程的有力证据。他们还利用数学方法将各种太阳周期与行星运动联系起来。然而，起初这种相关性无法用物理方法充分解释。"我们现在已经找到了基本的物理机制。我们知道同步发电机需要多少能量，也知道这些能量可以通过所谓的罗斯比波传递给太阳。最重要的是，我们现在不仅可以解释施瓦布周期和较长的太阳周期，还可以解释较短的里格周期，而这是我们以前根本没有考虑过的。"罗斯比波是太阳上的旋涡状气流，类似于地球大气中控制高低压系统的大尺度波浪运动。研究人员计算出，金星、地球和木星三颗行星中每两颗的春潮期间的潮汐力都具有激活罗斯比波的正确特性--这一见解具有许多后果：首先，这些罗斯比波会达到足够高的速度，从而为太阳动力机提供必要的动力；其次，根据在太阳上观测到的里格周期，这种情况每隔 118 天、193 天和 299 天就会发生一次。第三，所有其他太阳周期都可以在此基础上计算出来。这就是数学的作用：三个短暂的里格周期的叠加自动产生了突出的 11.07 年施瓦布周期。这个模型甚至还能预测太阳的长期波动，因为太阳围绕太阳系重心的运动会在施瓦布周期的基础上产生所谓的 193 年节拍周期。这与观测到的另一个周期--苏斯-德弗里斯周期--的数量级一致。在这种情况下，研究人员发现，计算出的 193 年周期与气候数据中的周期性波动之间存在着令人印象深刻的相关性。这是行星假说的另一个有力论据，因为如果没有施瓦布周期的相位稳定性，就很难解释 193 年的苏斯-德弗里斯峰值，而相位稳定性只有在时钟过程中才会出现。这是否意味着太阳是否跟随行星节拍的问题终于有了答案？斯特凡尼说："我们可能只有在获得更多数据后才能百分之百确定。但现在支持行星计时过程的论据非常有力。"编译自/ScitechDaily 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442133.htm

新研究表明霸王龙比以前想象的要大得多

摘要：研究表明，最大的霸王龙可能重达 15 吨，身长 15 米，比目前已知的任何标本都要大得多，这表明随着古生物研究工作的继续，可能会有更大的发现。 发表在《生态学与进化》（Ecology and Evolution）杂志上的最新研究以霸王龙为例，评估了恐龙的最大可能体型。加拿大自然博物馆的 Jordan Mallon 博士和伦敦玛丽皇后大学的 David Hone 博士利用计算机建模，估计霸王龙可能比化石证据显示的重 70%。许多恐龙的巨大体型让人着迷不已，人们不禁要问，这些动物是如何进化到如此巨大的？关于哪种恐龙是同类中体型最大甚至是有史以来体型最大的恐龙，一直存在着各种说法和反说法。大多数恐龙物种只有一个或少数几个标本，因此它们的大小范围不太可能包括曾经存在过的最大个体。问题仍然是：最大的个体有多大，我们有可能找到它们吗？巨型霸王龙从森林阴影中现身的插图。图片来源：马克-威顿为了解决这个问题，Mallon 和 Hone 使用计算机建模来评估霸王龙的种群。他们将种群数量、增长率、寿命、化石记录的不完整性等变量都考虑在内。之所以选择霸王龙作为模型，是因为霸王龙是人们熟悉的恐龙，其中的许多细节已经有了很好的估计。对霸王龙成年时的体型差异还知之甚少，我们根据生活中的鳄鱼的例子来建立有性别差异和无性别差异的模型，选择鳄鱼是因为它们体型大，而且与恐龙有很近的亲缘关系。插图显示了目前已知最大的霸王龙骨架（前景）和根据计算机建模假设的可能最大的巨型霸王龙骨架。该图示来自乔丹-马隆博士和大卫-霍恩博士的研究成果。资料来源：马克-威顿古生物学家发现，目前已知最大的霸王龙 化石可能位于第 99 百分位数，代表了体型最大的 1%，但要找到体型最大的 99.99%（万分之一）的动物，科学家还需要以目前的速度再挖掘 1000 年。计算机模型表明，可能存在的最大个体（25 亿只动物中的一只）可能比目前已知的最大霸王龙标本大70%（估计为 15 吨对 8.8 吨），长 25%（15 米对 12 米）。这些数值是根据模型得出的估计值，但现代物种中巨型恐龙的发现模式告诉我们，肯定还有更大的恐龙尚未被发现。"霍恩说："一些孤立的骨骼和碎块肯定暗示了比我们现有骨骼更大的个体。乔丹-马伦博士在加拿大自然博物馆收藏的霸王龙头骨模型旁。原标本来自美国自然历史博物馆收藏的霸王龙骨架。图片来源：迭戈-斯蒂德，加拿大自然博物馆这项研究加剧了关于最大动物化石的争论。不同类群中许多最大的恐龙都是通过一个好的标本得知的，因此我们不可能知道这只动物是该物种中大的还是小的。一个明显的大型物种可能基于一个巨大的个体，而一个小型物种则基于一个特别小的个体--这两者都不能反映各自物种的平均大小。马伦说："我们的研究表明，对于像霸王龙这样的大型动物化石，我们确实无法从化石记录中了解它们可能达到的绝对大小。想想15吨重的霸王龙很有趣，但从生物力学或生态学的角度来看，其影响也很有趣。"霍恩补充道："必须强调的是，这并不是真正意义上的霸王龙问题，霸王龙是我们研究的基础，但这个问题适用于所有恐龙和许多其他化石物种。根据少数骨架来争论'哪种恐龙最大'并没有什么意义"。古生物学家发现某一物种有史以来最大个体的几率非常小。因此，尽管在世界各地的博物馆中都能看到巨大的骨架，但这些物种中最大的个体很可能比展出的骨架还要大。最近一项利用计算机建模的研究表明，最大的霸王龙可能比目前已知的最大标本重70%，长25%，可能重15吨，长15米。研究人员在得出这些估计值时考虑了种群数量和化石记录不完整等变量，这表明真正巨大的恐龙可能仍未被发现。编译自/ScitechDaily 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442132.htm

iPhone 16 将加入的“捕捉”按键能做什么？

摘要：此前多个传言称，iPhone 16机型将配备一个全新的按键，该按键的设计目的是为了在横向模式下更方便地拍摄照片。苹果公司内部称这个按钮为"捕捉按钮"，它将是迄今为止推出的最先进的按钮之一，支持多种手势并能对压力做出反应。以下是传言中该按钮的所有功能： 拍摄图像或视频时，轻按按钮即可自动对焦。用力按下按钮即可拍照。左右滑动按钮可放大或缩小。此外，还可能有一种手势用于在照片模式和视频模式之间切换，类似于在iPhone相机应用中通过按压和轻扫捕捉视频的方式。轻按按钮就能自动对焦的功能，数码单反相机的用户已经习以为常，因为在使用高端相机时通常都是这样进行自动对焦的。苹果计划把按钮放在 iPhone 的右侧，也就是在美国销售的 iPhone 上毫米波天线所在的位置。毫米波天线将移至设备左侧，以腾出空间。捕捉按钮已在所有四款 iPhone 设备的 CAD 渲染图和虚拟模型中展示过，但彭博社的马克-古尔曼（Mark Gurman）本周表示，捕捉按钮有可能只在 Pro 机型上提供。有了"捕捉按钮"，苹果就能鼓励用户拍摄横向图像和视频，这样在 Vision Pro 头显上观看效果会更好。除了新的按钮外，iPhone 16 机型还将配备稍大的显示屏、支持Apple Intelligence的全新 A18 芯片，以及所有机型均配备的 8GB 内存，这对于苹果的人工智能机型来说是必不可少的。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442130.htm

macOS Sequoia中的iPhone镜像功能现在支持抖动模式管理主屏

摘要：在iOS 18和macOS Sequoia 的最新测试版中，苹果为iPhone镜像添加了新功能，这项功能可以让用户在 Mac 上控制 iPhone。iPhone 镜像功能首次在测试版中亮相时，还不支持管理主屏幕，但现在情况有所改变。 据9to5Mac 报道，苹果新增了一个进入抖动模式的选项。激活 iPhone 镜像应用后，你可以点击并按住 iPhone 的主屏幕来激活抖动模式。在该模式下，你可以在 iPhone 上进行一切在抖动模式下可以进行的操作，包括删除和重新排列应用程序以及管理 widget。用户可以添加 widget、更改 widget 大小、激活 app 长按功能、打开暗色模式图标或选择图标着色。但没有进入锁屏或控制中心的选项，而且只能通过 Mac 通知中心查看通知。苹果在 iOS 18、iOS 18.1、macOS 15 和 macOS 15.1 测试版中添加了新的抖动功能，因此如果你拥有任何一个开发者或公开测试版，现在就应该可以使用新的 iPhone 镜像功能了。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442129.htm