2009年8月29日星期六

科学松鼠会

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[新科学家导读] 刊号2720

Sat, 29 Aug 2009 15:59:45 +0800

大家好,《新科学家导读》又来了。本期依旧带来6个有趣的科学新闻,希望大家喜欢。

"减肥"也会导致大麻药检阳性                              小易 译
有机食品之争为什么多余                                     小刘老师 译   小易 校对
快速转动的黑洞可能暴露出裸奇点                      韩晶晶    译    小易   校对
"兴奋性精神错乱"会让警察摆脱责任吗?           晓翔    译    韩晶晶    校对
2070,北冰洋可能变成一锅"坏汤"                    晓翔    译    韩晶晶    校对
史前西班牙的指南                                                 jess    译    韩晶晶    校对


"减肥"也会导致大麻药检阳性

原文by Emma Young

澳大利亚悉尼大学的Jonathon Arnold最近的研究结果显示,哪怕大麻吸食者最近没有吸食大麻,但是在有节食或者压力很大的情况下,也会导致药检阳性。因为在澳大利亚发生过类似的案件,一个运动员兴奋剂检测阳性,但是他声称近几个月他都没有吸食过大麻,但是在药检前他曾经很快的瘦了4公斤。

大麻的使人兴奋或上瘾的化学成分是四氢大麻醇(tetrahydrocannabinol,简称THC),它进入体内之后会首先被脂肪细胞吸收,然后再缓慢释放到血液中。但是因为存入脂肪细胞的速率会快过释放到血液的速度,所以如果吸食者规律地固定地吸食的话,会导致有些THC稳定存储在脂肪细胞中。所以,即使暂时没有吸食大麻,如果脂肪细胞"破裂"了,也会导致过多的THC释放到血液中,这可能由减肥或者压力过大引发。

为了探明这个问题,Arnold在老鼠身上做了实验。第一个实验如下:他取出老鼠的含有THC的脂肪细胞,然后放置在应激激素ACTH(stress hormone ACTH)的环境里,然后发现,激素会导致脂肪细胞释放THC的速率提高。

接着是第二个实验:给一批老鼠注射THC,每千克体重为10毫克,持续10天。停了两天之后给其中1/3再注射ACTH荷尔蒙,1/3禁食24小时,剩下1/3留作对照组。之后的血液THC含量检测显示,禁食组的含量是对照组的两倍。应激激素组显示的含量也会偏高。结果发表在英国药理学杂志上(《British Journal of Pharmacology》)。

这个研究对于一些法律纠纷有重要意义,尤其是关于运动员的药检问题。所以在人类身上进行实验,结果将会更有意义。感兴趣的朋友可以去查更多的信息。

有机食品之争为什么多余

原文by  Jim Giles

大部分购物者深有感触。站在成堆有机产品面前常会让人直纳闷:它们超越一般食品的高价到底为何?似乎不是大量营养的问题。甚至,有机农业不见得就更具可持续性。那么,整个有机和非有机农业之争,会不会没抓住要点呢?

选择食品时,对营养的了解当然很重要。上周发布的一份报告中,来自伦敦卫生及热带医学学院(London School of Hygiene & Tropical Medicine)的研究小组,调查了162篇比较有机和传统食品的论文,得出结论说,没有证据支持有机食品更富营养的说法。

营养只是消费者们关注有机食品的一个方面。在这个方程中,要是引入其他因素,情形将更为复杂。许多人购买有机果蔬,因为它们没有喷过农药。我们知道,农药可能导致生育缺陷、癌症、内分泌扰乱,甚至糖尿病。但是,尚不清楚,传统种植的果蔬中,农药含量是否就真的高到了危害健康的水平。

还有一些无关健康的问题。以能源为例,有些有机农业系统确实更节能,部分原因是他们不使用需要高能耗生产的合成肥料。然而,对有机农场主来说,他们减排的压力有限。他们即使不努力减排,也可以符合有机标准。康乃尔大学可持续农业专家Laurie Drinkwater指出,有机农业不是没有环境问题。据英国埃塞克斯大学农学家Jules Pretty说,部分有机农场采用丙烷燃烧器除草,实际上增加了二氧化碳排放。

土壤侵蚀是另一个混杂因素。许多有机农场强调作物轮作,部分地保证土地没有荒芜,免遭水土流失。问题是,有些农场频繁地翻地除草,实际上在引起水土流失。

探讨有机食品是好是坏,这是一个错误的问题。我们应该追问,如何使所有农业更具可持续性。与其简单地比较有机农业和传统农业系统,还不如搞明白,我们到底想从农场得到什么。然后设计一个农业系统,最大程度地满足那些目标,不管是有机的还是其他什么都无所谓。

生产足够的食品,这一目标显而易见,但农民也可在其他方面发挥作用。如增加生物多样性、使河流免于某些污染、应对气候变化,还有一个动物福利的问题。最终设计的系统,可能从现存的许多农耕法中借鉴技术。这将是农民和整个社会的福音,尽管它未必会炮制出很多的响亮标题。

快速转动的黑洞可能暴露出裸奇点

原文 by Marcus Chown

黑洞中心的奇点是时空断裂之处,一切物理定律都在此失效。为了避免奇点破坏宇宙时空,1969年,物理学家彭罗斯(Roger Penrose)提出了宇宙监督假设:所有的奇点都被一个事件视界包围着。视界是光都无法逃出的边界,这样就把奇点隐藏了起来。

不过如果这个假设不成立,对宇宙学家可不是个好消息。即使宇宙中只有一点不能用物理定律描述,那么对整个宇宙未来的预测也就不可靠了。例如我们对光子行为的描述,可能因为光子穿越宇宙时受到裸奇点的作用而难以确定。

理论上,黑洞吸积物质可以使自身旋转速度加快,以至于快到可以甩掉视界。但是过去物理学家的计算显示黑洞存在一个旋转速度上限。物质进入围绕着黑洞一起旋转的时空漩涡就会受到离心力的作用,黑洞转得越快离心力就越强,使得物质被甩出去而无法落入黑洞视界中,从而导致黑洞旋转速度不再增加,保住自己的视界。

不过马里兰大学的Ted Jacobson 和Thomas Sotiriou指出过去这些模拟都是在黑洞已经达到了转动速度极限才向其中增加物质的。他们新的模拟在黑洞未达到最大速度时就向其中加入轨道运动方向和黑洞旋转方向相同的物质,得到的结果显示这样黑洞的确可以扰乱并剥掉自己的视界。

整个宇宙,包括我们银河系的中心,物质都在不断落入黑洞使得它们旋转速度增加,Jacobson和Sotiriou模拟出的场面完全可能出现。但他们还是谨慎的指出大自然可能通过别的方式进行干预从而避免裸奇点的出现。

"兴奋性精神错乱"会让警察摆脱责任吗?

原文 by Aria Pearson

总有类似的故事发生,一个半裸的吸毒者发狂地跑过街道,对挡道的人大肆攻击。一打的警察赶紧出面制住了他,而就在这时,他死了。每当像这样的死亡事件发生,警察暴力往往会被诟病,而警官则会受到法律审讯,但研究者们现在认为这样的事情可能是由一种名为"兴奋性精神错乱"的精神障碍造成的。

事实上,这一称呼是医生用来描述人处于焦虑不安和好斗中的状态,这种状态伴随着出人意料的巨大力气和迅速上升的体温。然而,美国医学协会并未承认这种精神障碍,从而导致人们认为这种精神障碍并不存在,只是为警方找借口罢了。

为了探究这种混乱背后的发生机理,Deborah Mash和她迈阿密大学的同事们分析了90例表现出兴奋性精神错乱特征的突然死亡案例的脑组织样本。从所有的样本中发现了两项普遍性的生物标记。其一是多巴胺转移蛋白在脑神经细胞中的数量,相比自然死亡或受外伤死去的死者,这种这些吸食过量可卡因的死者脑中的转移蛋白的含量减少,而这种转移蛋白在脑中主要用于消除过量的多巴胺。

可卡因、其他麻醉剂以及极端压力,都可能导致多巴胺分泌的增加。因而,如果可卡因或者心理压力作用在缺少转移蛋白的人身上,就会导致他们的大脑多巴胺过量,Mash说。这些多余的多巴胺会导致心脏功能障碍及体温调节的问题,从而导致死亡。"环境压力或是毒品,都可能触发这种变化。"她说。

另一个生物标记是热休克蛋白表现的增多。这一表现可以使验尸官通过测量蛋白量来帮助确定死因。华盛顿大学医学院的医生Jared Strote认为,这两个生物标记表明兴奋性精神错乱是一种医学现象,但其存在并不能开脱警察作为死亡原因的责任。某些警察行动的介入可能足够将这些人推向疯狂,他说。

2070,北冰洋可能变成一锅"坏汤"

原文 by Kate Ravilious

在60年内,北冰洋可能会变成一片死气沉沉、被污染的"坏汤"。如果不能迅速减少温室气体的排放,作为北冰洋主要洋流和污染物分散器之一的穿极漂移洋流(Transpolar Drift)将会由于全球变暖的原因而消失。

穿极漂移洋流是穿越北冰洋的表面冷洋流,从中西伯利亚到格陵兰岛,最终到达大西洋。这一洋流最早由挪威探险家Fridtjof Nansen在1893年发现,他试图利用这一洋流到达北极点,但最终未能成功。这一洋流和博福特环流(Beaufort Gyre)一起保持北冰洋的流动和混合,使得污染物不会长期停留在那里。

为了更好的了解北冰洋的污染物分布,挪威Bergen的Nansen环境和遥感中心主任Ola Johannessen和他的同事们研究了来自核试验、核弹制造和核电站事故泄漏的放射性物质分布,如锶-90和铯-137等。在1948至1999年间的监测数据被用在高分辨率的海洋环境模型上,这一模型和气候模型结合以预测北冰洋到2080年的环境状况。

这一模型确认了大部分污染物,包括杀虫剂、石油残留和辐射粉尘现在会通过穿极漂移洋流被冲刷至北大西洋。但也许这一过程不会延续很久。在"一切如常"的情况下,也就是大气中的二氧化碳含量到2070年会达到现在的两倍,Johannessen和他的同事们发现穿极漂移洋流停止,博福特环流、格陵兰洋流和墨西哥湾流将会减弱。这一变化的其中一个原因是大气环流模式将随全球变暖和北冰洋冰层快速融化的影响而发生变化。

如此将导致污染物需要更长的时间才能分散。这一模型提出许多污染物将会聚集在欧洲以外的北冰洋海岸线上。

英国埃克塞特的Met办公室Hadley中心的Jeff Ridley同意北冰洋的表面洋流会随着海冰的消失而减弱,但他同时怀疑这一过程是否会发生的如此之快。他也指出这一地区的其他洋流会继续分散污染物。

史前西班牙的指南

原文:Charles Choi and Catherine Brahic

现代社会中人们通过电脑可以找到任何一个位置或者轻松地得到一份内容详尽的地图。互联网和几百年的制图历史使得寻找史前法国和西班牙的壁画洞穴也成为一件轻而易举的事情。"但是对于一个狩猎部落来说,如何才能找到一个很长时间没去过的地方呢,特别是如果周围景观变化了,洞穴入口可能被掩盖的情况下?"此乃独立考古学家Paul Bahn的发问。

答案有可能在于这些狩猎部落有自己的地图。一个考古小组将一块制作于14000多年前的西班牙北部砂岩版画与它的发掘地点景观进行了对比,他们称发现了已知的最早西欧地区地图——一份史前狩猎地图。

这块14000年前手掌大小的岩石上有着斑驳的图案。它是在位于比利牛斯山脉南边的纳瓦拉省一个洞穴中发现的,西班牙萨拉哥萨大学的Pilar Utrilla与同事花费了近10年时间来辨别版画上的线条,努力还原其真实面目。

版画上发现了驯鹿,牡鹿和野生山羊,这些都被认为是洞穴周围的景观。一些线条勾勒出洞穴旁的群山绵延,另一条曲折漫长的线条则表现出了山脚下的河流。河流隐隐约约被一些东西阻断,研究者认为这些有可能是可以容易渡河的地点,甚至有可能是人为的桥梁。

新墨西哥大学的史前考古学家Lawrence Straus 认为这是一个惊人的发现,它让我们有幸一瞥史前人们迁移以及对于自己领土认识的方法。他说这个版画制作于西班牙北部巨大文化活动时期,人口激增,且向北扩张,人们也许需要合作,选择不同地带,作为自己的领土,并雕刻记录下来。Straus 认为雕刻和绘画帮助那时的人们形成自己的领土概念,并在其上繁衍生息,渐渐地认识世界。

Bahn认为这样的解释属于推测,但另一方面,如果那时的人们不制作简单的地图是很让人惊讶的,因为他们也和现代人一样具有智慧且经常地迁徙。他同意这是迄今为止关于这块石头最合理的解释。

当然也有争论。根据大英博物馆Jill Cook的说法,有几百块这样的石头散落在欧洲各地。她不认为那时的人们需要地图,那时的版画上有动物形象是很寻常的,他们对于景观的认识还没有到达需要地图的程度,总的来说,那个时期的艺术并不包括风景,没有树木,河流和山丘。她认为作出这种解释是很大胆的。

国际古迹遗址理事会的考古学家Jean Clottes认为史前的人类也许有脑中记忆的地图帮助他们迁移,对于雕刻他有另一种解释。认为不应该将版画与现实世界联系起来,而是通往精神世界的桥梁。这种地图不是让人们从一个地方迁移到另一个地方的,而是标记出那些非常神圣的圣地。

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科学新闻串串烧(20090829)

Sat, 29 Aug 2009 11:00:13 +0800

高热量食物让人又懒又蠢

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