江蘇一項入選！《科學(xué)》雜志公布2024年度十大科學(xué)突破評選結(jié)果

交匯點訊 近日，美國《科學(xué)》雜志網(wǎng)站公布了2024年度十大科學(xué)突破評選結(jié)果。其中來自江蘇的中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎團隊發(fā)現(xiàn)的迄今最古老的多細(xì)胞真核生物化石榮登榜單。

今年1月份，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎帶領(lǐng)的“地球—生命系統(tǒng)早期演化”團隊在《科學(xué)進展》雜志發(fā)表最新研究成果，報道了華北燕山地區(qū)16.3億年前地層中發(fā)現(xiàn)多細(xì)胞真核生物化石。

燕山地區(qū)長城系地貌

這是該團隊繼2016年在燕山地區(qū)發(fā)現(xiàn)15.6億年前全球最早的宏體多細(xì)胞真核生物化石之后，在早期生命演化領(lǐng)域中的又一項重要突破，將多細(xì)胞真核生物出現(xiàn)的時間進一步提前了7000萬年。

“一直以來，學(xué)界對于‘多細(xì)胞真核生物何時在地球上開始出現(xiàn)’這一重大科學(xué)問題并沒有明確的答案。”2016年，研究團隊在《自然通訊》上報道了燕山地區(qū)15.6億年前的宏體多細(xì)胞真核生物化石的發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)使得“多細(xì)胞真核生物出現(xiàn)應(yīng)當(dāng)更早”這一推斷產(chǎn)生。

為論證這一推斷，團隊成員進行了長達(dá)近8年對燕山地區(qū)古元古代晚期“長城系”地層的實地考察。“我們把觀測出的278枚化石標(biāo)本，根據(jù)它們的形態(tài)和大小，與前人在燕山中部天津薊縣地區(qū)串嶺溝組頁巖切片中報道的‘壯麗青山藻’歸入同一屬種。我們采用激光拉曼光譜儀對‘壯麗青山藻’的有機質(zhì)成分分析，為解釋其擁有真核生物屬性提供了支持，進一步論證了推斷。”朱茂炎說。

“如果壯麗青山藻可以確認(rèn)為是營光合作用的真核藻類，那么真核生物最后共同祖先應(yīng)不晚于16.3億年之前的古元古代晚期，比當(dāng)前學(xué)界普遍接受的時間提前了近6億年之久，且與分子鐘推算的時間基本吻合。”朱茂炎介紹，本研究為進一步揭示復(fù)雜生命的起源和早期演化過程的奧秘以及元古宙地球環(huán)境演變提供了新的思考。

附：十大突破成果榜單

1.一針管半年的艾滋病預(yù)防藥問世

艾滋病是由人類免疫缺陷病毒（HIV）感染引起的疾病。一種名為來那卡帕韋（即Lenacapavir）的注射藥物，每次注射可保護人體長達(dá)6個月。6月，一項針對非洲青少年女性和年輕女性的大型有效性試驗報告稱，這種注射藥物將HIV感染率降至零，有效性高達(dá)驚人的100%。

來那卡帕韋，注射一針效果管半年的防艾滋新藥，有效性可達(dá)100%，獲評2024年《科學(xué)》雜志年度突破之首。

2.地幔“巨浪”推動大陸高地崛起

長久以來，科學(xué)家們一直認(rèn)為懸崖和高原是兩種截然不同的地質(zhì)現(xiàn)象，分別由不同的過程驅(qū)動。但今年英國南安普頓大學(xué)地球科學(xué)家的一項研究表明，陡峭的懸崖和高原是由大陸分離時在地球中層引發(fā)的同一“巨浪”造成的。當(dāng)構(gòu)造板塊斷裂時，會在地球深處引發(fā)強大而緩慢的地幔波，進而導(dǎo)致大陸表面上升一千米以上。

地幔深處涌動的波浪可能將南非的中部高原抬升。

3.最早多細(xì)胞真核生物“現(xiàn)身”

今年1月，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎團隊在華北燕山地區(qū)16.3億年前地層中發(fā)現(xiàn)迄今最早多細(xì)胞真核生物化石。這一發(fā)現(xiàn)將多細(xì)胞真核生物出現(xiàn)的時間進一步提前了7000萬年。

距今16.3億年的中國華北燕山地區(qū)出土了微小的藻類化石。

4.第三種磁性材料發(fā)現(xiàn)

鐵磁性和反鐵磁性一直被認(rèn)為是材料的兩種主要磁序。2019年，研究人員預(yù)測，第三種磁性類型，即交變磁性，能兼具鐵磁性和反鐵磁性兩者的特性。今年，多個研究小組證明了存在這一磁性材料。而擁有該特性的交變磁體未來可用于制造自旋電子計算機。

在交變磁體中，相鄰原子會旋轉(zhuǎn)，其磁自旋也會翻轉(zhuǎn)。

5.“星艦”實現(xiàn)“筷子夾火箭”

10月13日，SpaceX“星艦”第五次試飛成功。升空7分鐘后，其助推器在降落時由發(fā)射塔上被稱作“筷子”的機械臂“夾住”，首次實現(xiàn)在半空中捕獲回收。這一壯舉是SpaceX向完全可重復(fù)使用火箭系統(tǒng)邁進的重要里程碑。

6月，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的巨型“星艦”火箭在得克薩斯州進行了一次重要的飛行測試，并順利升空。圖片來源：SpaceX

6.藻類固氮“神器”首次發(fā)現(xiàn)

教科書告訴我們，生物固氮只發(fā)生于細(xì)菌和古菌中。而今年4月，美國研究人員發(fā)現(xiàn)了第一種固氮真核生物，其通過一種名為“硝基質(zhì)體”（Nitroplast）的新型細(xì)胞器來固定氮氣，這顛覆了以往真核生物（如動植物）無法直接從大氣中固定氮氣的認(rèn)知。

布拉魯?shù)铝自鍘в小跋趸|(zhì)體”細(xì)胞器（圖中黑色箭頭處），用于固定氮氣。圖片來源：美國加州大學(xué)圣克魯茲分校

7.靶向農(nóng)作物害蟲的RNAi殺蟲劑上市

今年，美國環(huán)境保護局批準(zhǔn)可噴灑RNAi生物農(nóng)藥Calantha上市，專門用于防治馬鈴薯頭號害蟲——馬鈴薯甲蟲。這種新的、精確的方法將比現(xiàn)有的化學(xué)物質(zhì)更安全。

與現(xiàn)有的商用殺蟲劑不同，基于RNAi干擾的殺蟲劑針對的是特定的害蟲。

8.詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡探索宇宙黎明

自2022年詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡“睜眼”以來，其觀測到的宇宙黎明時期星系數(shù)量遠(yuǎn)超預(yù)期。今年，對這些星系古老光線的詳細(xì)研究進一步揭示了其背后的原因。

在詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的首張遙遠(yuǎn)宇宙圖像中，出現(xiàn)了一群明亮的星系。

9.古代DNA揭示千年前家族關(guān)系

今年，科學(xué)家利用從古代骨骼和牙齒中提取的DNA開展一系列研究，為數(shù)千年前的家庭重建了“家族樹”，為人們提供了有關(guān)遠(yuǎn)古時期人口遷徙和親屬關(guān)系等問題的新見解。

公元7世紀(jì)，一名男子被埋葬在匈牙利，如今他有了家族歷史記錄。

10.CAR-T療法用于自身免疫性疾病

今年，一系列新的臨床試驗測試了CAR-T療法在自身免疫性疾病中對抗B細(xì)胞的能力。例如，2月，德國研究人員報告，15名接受CAR-T療法的嚴(yán)重自身免疫性疾病患者在中位隨訪15個月的時間內(nèi)（最短隨訪時間為4個月，最長為29個月），疾病均得到緩解或癥狀大幅減輕，并已停止使用所有免疫抑制劑和抗炎藥物。

新華日報·交匯點記者 張宣

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