年长的父母可能会传递更多新的突变

作者: 东西真人

年长的父母可能会传递更多新的突变
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根据今日发表在Nature 1上的一项研究,随着年龄的增长,男性和女性都将越来越多的新突变传递给他们的孩子。

这一发现基于对近5000人全基因组的分析。这些“从头”突变(作者: 东西真人)的增加可以解释为什么年长父母更可能患有像自闭症这样的病症的孩子。

研究人员发现,男性比女性积累4倍的新生突变。然而,在约10%的基因组中,突变的积累速度是其他地区的两倍,并且在男性和女性中都以同样的速度出现。

“大部分的贡献仍然来自父亲,特别是当父亲年龄较大时,”首席研究员。“但是整个基因组的突变率并不相同,所以我们必须确保我们不会推广太多。”

这项新研究建立在冰岛雷克雅未克的一家公司deCODE Genetics的早期工作上。2012年,研究人员报告说,人们获得突变并将其传递给子女的比率随着男性年龄的增加而急剧增加,但在女性中保持不变。这些发现基于来自78个个体及其父母的全基因组序列。

这些发现提供了一种可能的(作者: 东西真人)解释,即老年父母所生孩子的孤独症风险增加。但尚未参与该研究的约翰霍普金斯大学精神病学,神经病学和神经科学教授Daniel Weinberger说,目前还不清楚突变率增加的风险有多大。“我们只是不知道答案,”温伯格说。“其中一些可能是,但很可能大部分都不是。”

安装突变:

Stefánsson和他的团队分析了1,548名冰岛人及其父母的全基因组序列,并在225例中至少有一个孩子 – 在这些病例中提供了三代基因组。研究人员在这些代际基因组中鉴定了108,778个从头突变,并且能够确定其中42,961个来源的亲本。

他们发现,母亲每年平均获得0.37次de novo突变; 相比之下,(作者: 东西真人)父亲平均获得1.51次从头突变。

母源de novo突变特别集中在包含约10%基因组的热点中。在这些地区,母亲和父亲之间的突变率是相同的。研究人员说,基于他们以前的工作,母体突变似乎是DNA断裂修复中的错误。

类似的突变热点也存在于黑猩猩基因组中,而在大猩猩基因组中则较少,但在猩猩基因组中不存在。这三种灵长类在进化树上与人类的距离越来越远,这表明进化保守系统可以将变异引入人类基因组。

“由于母亲的巨大贡献,这部分基因组的新生突变率几乎是其他基因组的两倍,”Stefánsson说。

这项研究结果表明,母亲和父亲突变的积累是通过不同的潜在机制发生的,旧金山加利福尼亚大学精神病学助理教授斯蒂芬桑德斯说,他没有参与这项研究。

桑德斯说,以前的研究已经确定了基因组中的热点,特别是在这些热点中,突变尤其快速发生。但没有人显示他们是(作者: 东西真人)否或如何有临床效果。Stefánsson说他的团队还没有能够确定热点的功能。

风险评估:

根据新的数据,一名45岁的母亲和父亲患孤独症的孩子比20岁的母亲和父亲患病的可能性高5%-10%。但父母年龄较大的孩子自闭症的绝对风险依然很小:20岁左右父母出生的孩子大约为1.5%,40多岁的父母则为1.58%。

“总体而言,这是一个非常小的影响,”。

这是因为大多数突变不会影响影响自闭症风险的基因,如果他们甚至击中了基因,Sanders说。“就像詹姆斯·邦德站在机关枪前。虽然有很多子弹飞行,但实际上很少有人击中目标。“

专家说,对于父母年龄是如何导致自闭症风险的可能性的解释,特别是从父亲那里得出的结论是,由于不明原因,生育后期有小孩的男性倾向于携带易患自闭症的常见变种。Weinberger说,老年父母出生的孩子自(作者: 东西真人)症发病率增加也可能与父母DNA的化学标签变化有关,而不是DNA序列。“我的猜测是,大多数年龄的关联并不是由新生突变来解释的。”

Stefánsson和他的团队正在分析兄弟姐妹分享的de novo突变。这些结果可能有助于研究人员确定患有由de novo突变引起的疾病的孩子的同胞也可能携带突变的可能性。

用树微生物处理毒素

作者: 东西真人

用树微生物处理毒素
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黑杨。

地下水污染可能会产生新的克星:带有微生物群的树木。(作者: 东西真人)科学家们最近从一棵特定的杨树中收获了一种特别有效的毒素降解菌株,并将其转移到其他树种中。这改善了树木天然分解致癌物质三氯乙烯(TCE)的能力,TCE是一种工业溶剂,已在美国各地的垃圾场附近渗入地下来源。9月份发表在“ 环境科学与技术”上的研究结果表明,这些树木可以种植将污染严重的地下水作为一种高效和经济的清理方法。

有时种植普通的杨树,(作者: 东西真人)以帮助从轻度污染的地下水中去除TCE。但是,这并不总是会使化学品完全降解,而更重的清理可能需要生物修复机器,这些机器往往只能安装在70万美元至300万美元之间。在早期的研究中,华盛顿大学的植物微生物学家Sharon Doty及其同事已经对杨树进行了基因改造,以应对高TCE水平。然而,像所有的转基因植物一样,它需要进行长时间的环境影响测试,以阻止潜在的种植者。

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黑杨(黑杨)(1)及其叶和柔cat花(2)。

这一次,没有这样的测试是必要的。多蒂和她的团队首先杂交了两种杨树品种。Doty的一名学生从威斯康星州的杨树切割中收集了被称为PDN3 的肠杆菌菌株。研究人员将他们的混合树苗浸泡在细菌中,(作者: 东西真人)然后将它们与未经处理的树木一起种植在三个严重TCE污染的超级基金场地 – 危险废物场地 – 美国政府将其旧金山附近进行清理的危险废物场所 – 旧金山附近。

三年后的好处很明显。接种的杨树周围的土壤比未经处理的土壤周围的土壤多出50%的氯离子 – 无害的TCE分子残余物。富含微生物的树木也有大约30%的树干,表明健康的增长。没有参与研究的爱荷华大学环境工程师杰里施诺尔说,该团队的方法令人印象深刻。他指出,树木将周围的TCE浓度降低到EPA规定的饮用水限制以下。“我认为这是一个很大的故事,”。

多蒂和她的同事们正在探索使PDN3能够完成这项壮举的基因。(作者: 东西真人)他们还在测量细菌可能传递给植物的其他益处。多蒂说她对树木的未来抱有很高的期望:“把超级基金场地变成公园?”

用能量击败疾病

作者: 东西数码真人

用能量击败疾病
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有朝一日,植入式设备和其他技术有助于我们更好地了解人类健康并预防疾病。  

科学家经常将线粒体称为细胞的能量工厂。有充分的理由。细胞内的细胞器将我们所食用的食物和我们呼吸的空气转化为电势,(作者: 东西数码真人)从而推动DNA复制或蛋白质构建等过程。单独来说,任何给定线粒体的影响都很小。电池内的势能约为0.2伏。但是,将所有这些细胞都添加上去,人体内的潜在能量大致相当于闪电。

道格·华莱士 – 费城研究所儿童医院线粒体和子代医学中心主任,2017年保罗·詹森博士奖获得者 – 一直在研究线粒体及其DNA的五十年。他比任何人都明白线粒体的重要性。“他们产生超过90%的细胞能量,”他说。“任何产生这么多能量的东西都是微不足道的。”

然而线粒体对于他们贡献的所有能量,在医学上一直被忽略。“所有的临床亚专业都是以解剖学为基础的,所以你有神经科医生,眼科医生,心脏病专家,肾科医师,皮肤科医生等,但是这种模型没有考(作者: 东西数码真人)虑到线粒体,”。“由于不同器官不同程度地依赖线粒体能量,部分线粒体缺陷导致器官特异性症状。”

现在正在改变。在华莱士的带领下,科学家现在深入探讨线粒体疾病在我们许多最普遍的疾病中可能发挥的作用,甚至进入衰老本身。这个想法与范式转变完全不同,从广义上看能量而不是器官。如果华莱士是对的,那么这个想法可以改变数百万人的生活。

过去,科学家们经常用核DNA来寻找关于疾病和衰老的答案,但华莱士认为线粒体DNA可能是缺失的环节,可以引导他们对疾病和潜在的新疗法产生新的认识。

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Doug Wallace利用线粒体DNA能够追溯人类从非洲迁移出去。 

在MITOCHONDRIA内

大多数称为核DNA的DNA位于细胞的核中,每个基因有两个拷贝,其中有两个以上的拷贝,其中有两万多个。对于每个基因,一个拷贝是从母亲继承的,另一个是从父亲继承的。但是,仅从母亲遗传的线粒体DN(作者: 东西数码真人)A更小,位于线粒体内部的核外。线粒体将食物中的氢和碳以及吸入的氧气转化为二氧化碳(CO2),水和三磷酸腺苷(ATP),它们可以储存能量。

1980年,华莱士发现线粒体DNA随着时间的推移而发生连续变异。“由于几乎每个人都有一个略有不同的线粒体DNA,使线粒体功能有不同的效率,这就产生了很多能量多样性,这对适应不断变化的环境是很好的。但这也意味着线粒体在疾病易感性中非常重要,“Wallace说。

“我的观点是,线粒体功能障碍是最常见复杂疾病的病因学以及衰老的基础,”Wallace说。他解释说,患有慢性头痛的人可能会看到神经科医生,但也有可能出现“系统性能量缺陷导致头痛。从大脑的解剖(作者: 东西数码真人)学上来说,没有什么不对。“华莱士认为,对于心脏,肌肉,肾脏和内分泌系统的问题也是如此。

更深刻的理解

1988年,华莱士发现了第一种遗传性线粒体DNA疾病,称为莱伯氏遗传性视神经病,导致视力丧失。到21世纪初,还发现了数百种线粒体DNA疾病。许多这些遗传疾病使人体的能量细胞挨饿,并伴随着诸如癫痫发作,呼吸系统问题和智力障碍等症状。Wallace的网站MITOMAP.org概述了迄今为止在线粒体DNA中发现的所有已知多态性和致病性突变,其中有数百种。

华莱士认为线粒体多态性可能对人类患多种疾病的倾向性很重要。最近的研究表明,线粒体DNA的变异可能导致一切从自闭症,癌症和炎症到神经退行性疾病。例如,Memorial Sloan Kettering癌症中心和位于波士顿的剑桥研究所进行的一项最新研究表明,在许多类型的癌症中,肿瘤细胞的(作者: 东西数码真人)线粒体DNA拷贝数少于组成正常组织的细胞。研究人员还发现,某些肿瘤线粒体DNA的拷贝数与导致细胞癌变的突变发生率有关 – 这一发现可能有助于指导这些肿瘤的新治疗。

线粒体DNA也在衰老中起作用。“随着时间的推移,我们积累了越来越多的线粒体DNA突变,这些突变会慢慢侵蚀我们的能量,”华莱士说。“随着人们年龄的增长,这就是为什么他们经常抱怨说他们没有以前的能量。”

更重要的是,他们的细胞和器官不具备运作和维持自身所需的能量。华莱士认为,这可能会导致一些与年龄有关的疾病,如阿尔茨海默氏症和帕金森病。对于能量密集的大型器官 – 例如,大脑使用人体能量的20% – 任何能量输出的变化都会对功能产生深远的影响。

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根据Doug Wallace的说法,细胞能量可能是未来疾病治疗的关键。 

全球化的影响

在20世纪70年代和80年代,华莱士开创了母性遗传的概念,他用这种模式来确定所有当代人类的最新共同祖先(作者: 东西数码真人),即所谓的线粒体夏娃(Wallace并不特别喜欢)。在做这项工作时,华莱士注意到人类迁徙通常伴随着线粒体DNA的突变,这使得我们的物种能够开发新的环境。这帮助我们作为一个物种扩散,但现在它提出了新的挑战。例如,线粒体适应活跃生活方式,低脂肪饮食和炎热气候的人可能无法适应久坐的生活方式和在较冷气候下常见的高脂肪饮食。

华莱士认为,全球化可能对今天的线粒体DNA变体产生深远的影响,线粒体的不适可能支撑许多慢性疾病。他认为,今天的人类线粒体往往与目前的气候和饮食不匹配,这就是为什么许多慢性疾病如肥胖,糖尿病,自闭症和某些类型的癌症和神经退行性疾病正在上升的原因。

“许多人的卡路里摄入量和气候不再与他们的遗传史保持一致,”华莱士说。“这也解释了为什么具有某种祖先血统的人可能更容易患上某些类型的疾病。”

更完美的方法

在大多数寻找基因与疾病之间关联的基因研究中,研究者关注核DNA的变异,而不是线粒体DNA。然而,经过数十年的研究,很明显,核DNA可能不包含科学家寻求的所有答案。

“我们完全忽视了西方医学哲学中的能量,”华莱士说。虽然阿尔茨海默病患者认为他们需要去看神经科医生,但华莱士解释(作者: 东西数码真人)说,西方没有人会建议生物化学家。

华莱士认为,更全面的医疗方法和更强调能源的作用可能会在未来为疾病带来新的预防和治疗。他也确定线粒体DNA的意义应该扮演更加重要的角色:“你不能没有能量就活着,”他说。


反对ODDS

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Lachlan和Niels兄弟的故事为患有线粒体疾病的人提供了希望。 

梅雷迪思哈代的儿子尽管经历了毁灭性的诊断,但却过着充实的生活。

在她的第二个孩子出生后大约18个月,梅雷迪思哈代痛苦地认识到了这一点。她的孩子不正常。她最小的儿子拉克兰在三周大时几乎死亡。她的大部分时间都在复苏,因为他很难同时呼吸和睡觉。她的大儿子尼尔斯开始胃酸反流和慢性便秘。然后,他频繁发生鼻窦感染,他的平衡和言论受到影响。他还经常呕吐和不明原因的发烧。

经过无数次的约会和不诊断,哈代和她的家人从北卡罗来纳州的夏洛特到费城连根拔起,接近费城儿童医院。她认为有人可能知道她的男孩发生了什么事。

哈代的费城儿童医院的医生立即怀疑线粒体疾病,最终通过肌肉活检证实。

线粒体疾病是一种遗传性慢性疾病,可以在出生时存在或晚些时候发生。它影响4000人中的估计人数,并可能导(作者: 东西数码真人)致体力衰退,发育障碍和认知障碍,症状包括生长不良,肌肉协调性丧失,癫痫发作,视力或听力丧失以及器官衰竭。

今天,男孩,现在13岁和11岁,致力于严格的治疗计划,其中包括免疫球蛋白治疗,类固醇,癫痫药物,定制补充鸡尾酒和每天两小时的强烈间隔运动。他们正在蓬勃发展,他们代表着面临类似挑战的其他家庭的希望。“到目前为止,我们已经帮助超过60个家庭获得了建议并分享了我们的治疗计划,”。

巧克力含有咖啡因样化学物质,称为可可碱,对狗(和猫)有毒

作者: 东西真人

巧克力可以成为你的狗的圣诞噩梦 - 这是科学
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对话我们最新的研究显示,在节日期间,狗的巧克力中毒风险显着增加。巧克力含有咖啡碱样化学物质,称为可可碱,对狗(和猫)有毒,因为(作者: 东西真人)它们不能像人类那样快速地代谢它。

轻度中毒剂量会引起呕吐,腹泻,腹胀和烦躁不安,但剂量过高会引起多动,不平衡和震颤。在高剂量时,可可碱中毒可引起癫痫发作,昏迷甚至死亡。中毒也可能导致血压和体温升高。这些迹象通常在宠物摄取巧克力后6-12小时内变得明显。

对于我们的研究,我们使用了小动物兽医(作者: 东西真人)监测网SAVSNET的数据,这是一系列来自英国大型兽医实践的匿名健康记录。这种类型的研究称为健康信息学,它非常适合理解宠物常见的特殊疾病,最容易感染的动物以及哪些动物最容易感染。

利用2012年至2017年期间229项兽医实践的数据,我们发现386例潜在巧克力毒性影响375只个体犬。在许多情况下,主治兽医最终认为消耗的巧克力是无毒的。

据报道,最常见的临床体征是呕吐(作者: 东西真人)(64例),心率非常高(28例)和躁动/震颤(12例)。我们的分析还表明,年龄小于4岁的幼犬更有可能被怀疑巧克力中毒带到兽医手中。幸运的是,在SAVSNET研究中没有致命的病例。

总体而言,在圣诞节期间,狗被怀疑患有巧克力中毒的可能性比一年中的其他时间,包括复活节,情人节和万圣节的可能性高出四倍。狗吃的巧克力包括圣诞老人小雕像,出现日历和巧克力橙子。其中一例涉及热巧克力饮料。

虽然很少见,但巧克力的毒性可能很严重,通常需要受影响的狗给予呕吐物使他们生病。这对狗来说是非常不愉快的,对于主人来说可能是昂贵的。

值得庆幸的是,业主可以采取措施降低巧克力毒性的可能性,特别是在圣诞节期间。业主应确保每个人都知道巧克力对狗有毒,并(作者: 东西真人)将巧克力放在宠物无法到达的地方。

如果你认为你的狗可能吃了一剂有毒的巧克力,你应该尽快与你的兽医说话。准备好告诉你的兽医你认为你的狗可能吃了多少巧克力以及巧克力的种类,因为这可以帮助你的兽医计算可可碱的消耗量。

欧洲联盟和美国的一些地区已经禁止使用大理石的小龙虾

作者: 东西真人

遗传学家揭开超级小龙虾的秘密
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分子生物学家已经测序了一种入侵物种的小龙虾的基因组,这种物种可以在不交配的情况下繁殖,并在马达加斯加迅速蔓延。20世纪90年代,大理石化的小龙虾(Procambarus virginalis)(作者: 东西真人)首次在德国的水族馆中被发现。现在,DNA测序表明,这个物种可能是两个不同小龙虾种类的相关成员的产物,一个研究小组2月5日在Nature Ecology and Evolution上报道  。

由于它对淡水生态系统造成的威胁,欧洲联盟和美国的一些地区已经禁止使用大理石的小龙虾。现在这个物种已经扩散到马达加斯加的内陆,并且有七种原生小龙虾种类面临挤压的风险。“这是一个非常具有攻击性的人群,”德国海德堡癌症研究中心的分子生物学家Frank Lyko说。“如果大理石小龙虾继续以目前的速度爆发,它可能会占据特有的物种。”

大理石小龙虾携带每个染色体的三个拷贝,(作者: 东西真人)而不是通常的两个。Lyko和他的团队测试了来自实验室菌株Petshop的单个人的基因组。它的DNA揭示了一个惊喜:它在基因组的许多地方有两种不同的基因型。Lyko说,这种模式的最佳解释是两条染色体的顺序几乎相同,但第三条染色体的差异很大。

这两种截然不同的基因组与另一种淡水小龙虾,Procambarus fallax,原产于佛罗里达并深受鱼友的喜爱密切相关  。Lyko推测,当一个P. fallax  个体的精子或卵的基因组变得重复时,出现大理石化的小龙虾  ,这可能是由于温度的突然变化而发生的。Lyko说,如果这些细胞受到另一个生活在同一个水族箱中的个体的受精的影响,那么这个细胞就会产生一个含有三个基因组拷贝的胚胎。这将代表一个新物种。莱科说,第一只带大理石的小龙虾很可能出生在德国或美国的一个水族馆,其后代在鱼类收藏家之间广泛分享。

物种的起源

大理石化小龙虾的首次科学描述出现在2003年,发表在一份  自然  论文中,显示他们所调查物种的所有成员都是雌性的,并通过孤雌生殖繁殖 – (作者: 东西真人)一种未受精卵发育成与其母体基因组相同的成体。

Lyko说,第一个带大理石的小龙虾如何通过单性生殖获得再生能力是一个谜。性生殖基因的缺失或突变可能是过渡的基础。

Lyko的理论是合理的,Gerhard Scholtz是柏林洪堡大学的动物学家,他首先研究了大理石小龙虾。他想知道为什么 在同一个坦克里有两种不同的P. fallax种群  。这个物种甚至可能在野外出现。“天然大理石小龙虾种群在野外尚未发现并不意味着它们不存在,”。

为了更好地了解物种的传播,Lyko的团队对其他四种大理石小龙虾的基因组进行了测序,其中包括从水族馆和殖民德国湖泊逃出的人群以及来自马达加斯加市场的个体。该团队对岛上的49个人进行了更有限的DNA测序。这些研究表明,遗传多样性极其缺乏,原因可能是该物种最近的起源和通过孤雌生殖繁殖的能力。(作者: 东西真人)

2007年,英国班戈大学的保护科学家Julia Jones在马达加斯加首次发现了大理石小龙虾,他说该物种的传播很大程度上是因为它们作为食物来源的普及。她说,在2009年,她遇到一辆载满塑料袋的公交车上的一名男子,他计划将其倾倒在稻田中,希望创造一种可持续的库存。

詹姆斯在拜仁慕尼黑的演变

作者: 东西真人

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自从他加入巴伐利亚巨人纪律以来,咖啡裂痕已经改变并改进了他的足球的几个方面。

的第一个赛季詹姆斯·罗德里格斯拜仁慕尼黑即将走到尽头具有非常积极的选定哥伦比亚明星谁在德国队的平衡改变皇马的银行连续性和突出(作者: 东西真人)。

该cucuteño收复了他的喜悦和他在慕尼黑最好的足球toldas感谢他直接从俱乐部,同事,尤其是给予的支持他们的技术,第一安切洛蒂,谁问到拜仁,然后由海因克斯,谁引爆了最好的前10梅伦格。

但是,詹姆斯不仅在德国恢复了最高水平,而且他的足球在本赛季得到了发展。哥伦比亚人增加了他在他以前的球队中如此之多的批评他精湛的天赋,牺牲和身体表现。它不再仅仅是一个创造性的传单,(作者: 东西真人)现在它可以是一个极端,甚至是一个内部没有任何问题。

詹姆斯的数字为自己说话。只有在德甲联赛中他打进了23场比赛,191625分钟作为首发,而在1179马德里之前的竞选活动22场(只有13场首发)勉强播放。总共有11场比赛在38场比赛中出场2,556分钟,在所有比赛中打进7个进球和14次助攻。  他仍然在德国杯决赛中继续增加他的数量。

然而,詹姆斯仍然无法与他的最佳战绩相提并论:他在皇家马德里的第一次竞选,达到了17个进球和18次助攻。这是由于哥伦比亚人在德国扮演的新角色,他在球场上的传球和位置,更远离了对手的目标。(作者: 东西真人)这个赛季超过了前一次竞选的助攻,pasegoles对拜仁队有了更大的超越。

10位咖啡种植者到达俄罗斯世界杯的水平让哥伦比亚国家队的球迷们在巴西看到了更好的cucuteño版本。

莱万特球员罗杰马蒂与巴塞罗那杰拉德皮克争球

作者: 东西真人

莱万特球员罗杰马蒂在巴塞罗那的西班牙足球联赛比赛期间与巴塞罗那的杰拉德皮克打球,
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西班牙瓦伦西亚参加西班牙足球联赛的比赛期间,莱万特球员罗杰马蒂与巴塞罗那杰拉德皮克争球。

 在上周日西甲联赛完成一个不败的赛季巴萨的希望破灭了,(作者: 东西真人)当冠军的一场比赛中5-4下跌对阵莱万特,其中巴萨的教练休息给他的明星球员,阿根廷人梅西。

由于加纳前锋埃马努埃尔博阿滕的帽子戏法和来自马其顿队的埃尼斯巴德希的两个进球,莱万特在56分钟的比赛中取得了(作者: 东西真人)5-1的显着优势。

不过,菲利普·库蒂尼奥也完成了巴萨和苏亚雷斯的帽子戏法,在俱乐部奋力在比赛的激烈决赛中恢复过来之后,(作者: 东西真人)他从罚球点得分。

尽管延期努力,(作者: 东西真人)但巴萨没能成为自皇马以来的第一支球队(1931-1932赛季),也是自从联盟从10支球队扩张以来的第一支球队,完成了一场不失球的战役。

“这给人很大的愤怒,但我必须期待,”巴萨教练埃内斯托瓦尔维德告诉记者。

“这是一场了不起的比赛,因为结果以及结果如何发生。”他们(莱万特)正处在一个好时刻。我们开局不错,但对我们来说他们伤害了我们,“他补充说。

这场失利在37场比赛后以90分夺得冠军,(作者: 东西真人)比马德里竞技队第二名多出12分,莱万特以46分排名第15。

电影如何预测我们的技术未来?

作者: 东西真人

电影如何预测我们的技术未来?
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每个人都通过不同的镜头来判断电影的合理性。如果你是一名医生,你可能会想:“那个角色不会在那个秋天幸存下来。”如果你是一个天体(作者: 东西真人)物理学家:“这不是黑洞的工作方式。”如果你是我,那更像是:“多么愚蠢的未来个人技术概念!“

当科幻电影制作人梦寐以求,没有科学基础的东西时,这让我发疯。人类传送器?对不起,星际迷航。在几秒钟内检测并治愈癌症的床?不,极乐世界

另一方面,一些电影描绘了非常合(作者: 东西真人)理和实用的未来技术,人们在现实世界中发明了它们。“星际迷航 ”的自开门现在已成为杂货店入口的标准功能,Total Recall(以及许多其他电影)的无人驾驶汽车已经在美国的道路上。

最近很明显,好莱坞的制作设计师一直在认真考虑我们将来会有的技术。例如,就是一个爱上他的Siri般的语音助理的人。他通过一个单一的耳塞与她谈话,通过这个耳朵,他获得了令人惊讶的数额:处理电子邮件,翻阅新闻报道,发送消息。当图像对通信至关重要时,他会翻转手机,在图像出(作者: 东西真人)现的地方。

这个解决方案非常有意义 – 例如,Google Glass是一种现已停产的头带,可在眉毛上方放置一个微型屏幕。社交失误,而不是技术失误,加速了它的消亡:Glass的相机吓倒了其他人,让你看起来像一个讨厌的机器人。在她的听筒提供许多相同的好处,虽然谨慎和舒适。

在一起的唯一的牛肉就是没有人比如说“Alexa”或“嘿,Siri”之前的命令。电影的电脑怎么知道你在和他们说话否则,会把它钉在合理的部门。苹果公司的AirPods和Google的Pixel Buds(作者: 东西真人)可以让你以同样的方式与你的语音助理进行交流,尽管在这一点上,你更有可能获得新闻和天气,而不是爱情和履行。

在最近发生的一起名为“星期一发生的事情”的 Netflix电影中,人类生活在反乌托邦的未来,为了控制人口过剩,拥有一个以上的孩子是非法的。角色戴着包含小投影机的腕带。他们将完美清晰的彩色图像照到他们的手掌上,角色就像是触摸屏一样点击。我敢打赌,编剧的灵感来自2014年的一段关于称为Cicret的纤细腕带的病毒式视频。(它被个人支持者募集超过50万美元,然后被视为一厢情愿的想法。)

您可以看到为什么人们对这个概念感到不满:想象一下智能手机的所有功能,而不需要智能手机。不过,我们不会在现实世界中看到这一点。即使微型投影机,电池和处理器可以缩小并挤压成一个细带,仍(作者: 东西真人)然存在难以克服的挑战。投影机如何将焦点集中在不规则的移动手掌上?在阳光灿烂的日子里它会如何投射足够的光 它如何在非常轻或非常黑的皮肤上起作用?最重要的是,当投影机光束中的任何手指会在“屏幕”的其余部分上投下黑色阴影时,多点触控手势如何工作?

HBO 西部世界的机器人 – 非常复杂,与人类无法区分 – 可能会有一点延伸。然而,该系列中的个人技术很有意义:角色携带纸板薄三重手机。当你需要快速检查时,你可以看一眼它的“封面”; 当你需要更大的图片时,将其展开成平板电脑。

然而,大多数这些节目继续出现一件荒谬(作者: 东西真人)的事情:显然,在未来,我们的电脑会随着文字和图像的出现而发出啁啾声和嘟嘟声。为什么电影制片人认为添加无聊的声音效果会让他们的未来主义机器变得更加合理而不是更不合理?在现实世界中,充满喧嚣屏幕的房间让我们发疯。

那么,我想我应该让那部分去。他们只是电影,对吧?它们并不是对未来的描述,至少目前还没有。

互联网和其他故事的女性

作者: 东西真人

互联网和其他故事的女性
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操作员插拔电缆并调整开关,以编制第一台电子数字计算机之一ENIAC。

在最早的日子里的计算,妇女的(作者: 东西真人)房间执行由国防机构运行的研究项目和NASA的前身的手动计算。尽管男性经常被边缘化和寡不敌众,但是在全球信息网络连接的快速机器取代手动数字处理之后很长时间,女性一直处于蓬勃发展的计算领域。在这个鼓舞人心的故事中,作家埃文斯记述了许多帮助现代互联网崛起的女性的贡献。令人难忘的人物包括伊丽莎白“杰克”费因勒,一位信息科学家,帮助研究人员浏览Arpanet(互联网的先行者)和Stacy Horn,他创办了第一个社交网络Echo。正如埃文斯所说,女性(作者: 东西真人)在计算技术发展的每个阶段都做出了贡献:“我们不是辅助的; 我们’

人口正在飞速增长,达到100亿 – 一些专家认为到2050年我们会达到这个标准。地球将如何喂养,居住和支持这样一个部落?环保思想家通常分为两大阵营:那些优先保护和遏制消费的人,以及那些相信创新来解决我们问题的人。作家曼精心地记录了这两种哲学的创始人的生活和思想。一个是威廉沃格,他主张谨慎和保护的方式; 另一个是Norman Borlaug,他的研究迎来了绿色革命,并且认为技(作者: 东西真人)术会找到拯救我们的方法。

在第一次世界大战中,英国的许多女性用化学套装取代了他们的围裙,并进入了以前只有男性的科学领域,在那里他们领导了战争研究工作。科学史家法拉展示了许多这些被遗忘的女性的生活。虽然这个时代标志着女科学家迈出了重要的一步,但许多人在公然歧视的环境中为微不足道的工资工作。一些人被认为是“机会主义者”,被迫将工作交给返回的男性(作者: 东西真人)士兵。在此后的近一百年中,女性走过了很长的路,Fara写道,但玻璃天花板保持稳固,管道漏水。

巴特沃斯是位于日内瓦附近的欧洲核子研究中心大型强子对撞机的物理学家,他通过粒子物理这个晦涩难懂的世界,带领读者走过一段有趣的旅程。他用一张隐喻地图作为他的导游,用一艘想象中的船作为他的船,他穿过亚原子水航行。第一站是“Atom Land”,Butterworth解释了电子,质子和中子是如何聚(作者: 东西真人)集在一起来建立我们所知道的一切的。随着旅程的展开,我们会了解到较少的已知粒子 – 夸克,玻色子和强子。我们抓住变色龙粒子,超对称和暗物质。值得庆幸的是,我们的舰上备有诸如数学方程式和“激光灯”等工具,照亮了概念的最晦暗。

黑暗的天空计

作者: 东西真人

黑暗的天空计
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在黑暗的天空仪表有助于公民科学家通过在苹果iOS设备上运行的应用程序测量夜空的亮度。该应用程序提供有关夜空质量的即时信息,还可以让公民科(作者: 东西真人)学家将他们的观测结果提供给全球天空黑暗地图。(该应用程序可以向国际黑暗天空协会提交公民科学家测量结果。)

由DDQ开发的Dark Sky Meter应用程序通过拍摄两张照片进行工作。首先用你的夹克或口袋捂住你的照相手机,然后(作者: 东西真人)按下“黑暗镜头”按钮。然后将您的iPhone对准头顶正上方的天空并按下“天空”按钮。您的黑色镜头和天空镜头之间的差异越大,数据的可靠性就越高。

威德尔海豹人口数量

作者: 东西真人

威德尔海豹人口数量
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数十年来,科学家一直在监测南极洲罗斯岛附近麦克默多(作者: 东西真人)峡谷地区的威德尔海豹群。他们的工作提出了一些有关海豹种群规模,分布以及增加还是减少的问题。

然而,计数海豹已被证明是困难的。由于冰块中的新裂缝产生了新的适合饲养的位置,许多密封件移动到这些新的区域,因此各(作者: 东西真人)地都有密封件。计数个体很困难,除非他们被贴上标签,因为很难知道我们是否昨天计算了这个标签。为了解决这些问题,科学家们正在使用可以在一个时刻拍摄大片区域的卫星图像。然后他们可以使用电脑对它们进行计数。

作为的一部分威德尔密封人口计数项目,公民科学家可以通过这些卫星图像计算一些传统拖出地点的密封人口(作者: 东西真人)。每年都会增加新的图像,使其成为一项持续的,有吸引力的活动,使他们能够跟随Weddell Seals人口的变化。

玩冒险游戏时贡献科学知识

作者: 东西真人

被遗忘的岛屿
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被遗忘的岛屿是一个伪装成冒险游戏的公民科学项目。前提是:一场神秘的爆炸已经摧毁了岛上的生物实验室和散落在陌生景观中的活体标本。现在,名为DOC73R-CY3N53的轰炸机器人正在发号施令,命令你(作者: 东西真人)重新对他的标本进行分类,并以他的形象重建该岛。

在这个点击式游戏中,公民科学家可以参与科学研究,同时通过恐惧的森林,恶性火山,荒凉的码头等进行觅食。

Forgotten Island由Syracuse大学信息研究学院的研究人员和学生开发人员Citizen Sort创建。Citize(作者: 东西真人)n Sort的网站包含工具和游戏,可以对各种昆虫,动物和植物进行分类。该网站的目标之一是帮助生物学家和生态学家进行科学分类任务。第二个目标是帮助信息科学家和人机交互研究人员评估动机在公民科学中的作用。

动物所有权互动研究

作者: 东西真人

动物所有权互动研究
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项目详情

  • 首席科学家: Nicholas Dodman
  • 科学家所属:塔夫茨大学卡明斯兽医学院
  • 日期:正在进行
  • 项目类型:田野调查
  • 成本:免费
  • 等级:所有年龄
  • 时间承诺:变量
  • 如何加入:首先在犬行为研究中心注册。在您注册后,请阅读研究信息,然后(作者: 东西真人)将您的同意提供给研究条款。

该动物所有权互动研究涉及志愿者狗主人参加者和他们既纯洁和混合品种的犬。一个主要的研究目标是在他们的整个生命中遵循被采用的庇护犬,以进一步了解人类与犬之间的联系,以帮助减少放弃和返回,这往往会导致狗的毁灭。从这项研究的结果来看,调查人员希望能够帮助所有者了解他们对宠物行为的影响,并且能够以积极的方式修改他们与宠物狗的互动。

为了阐明所有者与狗狗交往的积极和消极方面,研究人员Nicholas Dodman和James Serpell提出了有史以来最大的狗狗个性行为研究,旨在一劳永逸地确立主人的个性和心理状态影响宠物的行为。根据这(作者: 东西真人)项研究的结果,Dodman和Serpell希望能够帮助业主了解他们对宠物行为的影响,并以积极的方式修改与宠物狗的交流。

该研究还将帮助预测哪些车主的性格类型与他们计划采用的特定的狗最相容,从而有助于确保和谐的配对,车主的满意度以及养狗,从而拥有一个终生的家。

通过弦乐电话通话

作者: 东西真人

通过弦乐电话通话
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关键概念
声音

听力

介绍
你有没有试过和远方的人谈话,以至于你听不到对方?不用大喊大叫,很难长距离交谈。所以现在很高兴能够使用电话与某人交谈 – (作者: 东西真人)不管他们是100码还是100英里。

在有手机甚至无绳电话之前,所有的电话都连接到有助于传递人声(通过电信号)的电线。你可以使用相同的概念来建立你自己的电话只用杯子和一些字符串。你要在字符串上分享什么信息?

背景
当我们说话时,我们的声带使空气中的分子振动。(当你说话时,你可以通过把手放在喉咙上感受到振动。)那些振(作者: 东西真人)动的空气分子会使其周围的其他空气分子振动,等等,这就是声音在空中传播的方式。(声音的不同音高以不同的间距在波浪中移动 – 或“频率”。)其他声音源(如吉他,小提琴或钢琴弦)是振动如何产生声音的很好例子。

在我们的耳朵里面是敏感的小毛发。他们拿起振动并将这些信息传递给我们的大脑,将其解释为声音。根据波的频率或间距,大脑将声音解释为具有不同的音调或音调。

但是空气中的颗粒比液体或固体中的颗粒更多地分散开。因此,声音震动往往会在他们走得很远之前就消失。有一种柔软的连接材料,比如棉线 – 比空气具有更高的密度,或者在给定量的空间内的分子数 – 可以帮助声波移动更远的距离。

材料
•两个大纸杯(一次性(作者: 东西真人)塑料杯也可以使用)
•两个回形针或牙签
•长度约10至30英尺长的棉线或钓鱼线
•安静区域

准备
•在每个杯子底部的中心打一个小孔(对于塑料杯子,您可能需要一个钉子或其他锋利的工具,因此在完成此步骤时请小心)。
•将绳子的一端穿过每个杯子的底部。
•在每个杯子的底部放一个回形针或牙签,并将绳子松散的一端系在它的周围(夹子或镐只是为了防止绳子从杯子底部(作者: 东西真人)滑落)。

步骤
•给对话伙伴一杯,然后自己拿一杯。
•慢慢分开,直到连接杯子的绳子笔直并且紧密。
•把你的杯子放在你的耳朵上,让你的伙伴谈论他或她的杯子(如果你站在彼此靠近的地方,保持对话相对安静,但一定要说话而不是耳语)。
•    你能听到你的伴侣在说话吗?
•现在你试着谈论你的杯子,并让你的伴侣倾听他或她的杯子。他或她能听到你吗?
•尝试让字符串松弛。杯线电话仍然有效吗?
•现在,保持你的声音在相同的水平,并保持相同的距离,尝试互相交谈,而不使用杯子。你能听到吗?
•    额外:如果您有足够的空间,请查看您可以在多远的距离上拿到杯子和绳子的电话。
•    额外:如果你周围有第三个人,请让他们用手抓住弦的中心。声音是否会继续?为什么或者为什么不?
•    额外:如果您手上有其他材料(例如纱线,钓鱼线,尼龙线等),请尝试一下。不同的材料如何改变声音的质量或声音的传播距离?

观察和结果
你能听到你的伴侣(作者: 东西真人)更好地使用杯子和紧绳吗?比如果你在空中以相同的音量说话吗?

在这个活动中,你的声音振动了杯子里面的空气,这又使杯子底部振动。这些振动被转移到琴弦上,然后进入伴侣杯子的底部,这使得他或她的杯子内部的空气振动并变成可检测的声音。当琴弦松弛时,振动消散更加容易(作者: 东西真人)并且沿途迷路。(固定电话的电话工作原理是相同的,但它们将声波转换为电信号,电信号可以在电线上传播得更远 – 并且固定电话线不必紧绷。)

声音,比如人类的语言,会以令人难以置信的小波浪传播 – 难以置信的快速(大约每秒1,126英尺),这就是为什么当它穿过杯子和绳子时你无法看到它或检测到延迟。

你有没有注意到水(作者: 东西真人)下事物听起来有什么不同?因为水的分子比空气中的分子紧密结合在一起,所以声波在水下更容易 – 更快更远地移动。使用声音在水下交流的鲸鱼和其他海洋动物利用了这一事实。科学家们认为鲸鱼可以从数百英里外(甚至数千英里)听到对方的声音 – 甚至没有串音电话!

清理
解开或切断回形针或牙签上的绳子。回收或重复使用您可以使用的材料。

染色科学:染色水在植物中的毛细作用

作者: 东西真人

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关键概念
植物生物学
毛细管作用

染料
颜色

介绍
你有没有听过有人说:“那种植物口渴”,或者“给这种植物喝一杯水”?我们知道,所有的植物都需要水才能生存,甚至是生活在沙漠中的鲜花和植物花束。但是你有没有想过工厂内的水是如何移动的?在这个活动中,你可以把康乃馨放在染色的水中找出水的位置。你认为染色的水会在哪里传播?这将告诉你水在切花(作者: 东西真人)中的移动方式?

背景
植物使用水保持其根,茎,叶和花健康,并防止其干燥和萎。。水也用于在整个植物中携带溶解的营养物质。

大多数时候,植物从地面上取水。这意味着它必须将水从其根部运输到整个工厂。它是如何做到的?水通过毛细管作用(作者: 东西真人)穿过植物。当将液体粘合在一起的力(粘合力和表面张力)以及将该粘合液体吸引到另一表面(粘合力)的力大于重力时会发生毛细作用。通过这些结合力和表面力量,植物的茎基本上吸水 – 就像通过吸管喝水一样!

观察毛细管作用的一种简单方法是取一茶匙水并轻轻地倒入台面上的水池中。你会注意到水在池中停留在一起,而不是在整个台面上展开。(这是由于凝聚力和表面张力造成的。)现在轻轻将纸巾的角落浸入水池中。水附着在纸上并“爬上”纸巾。这被称为毛细管作用。

材料
•水
•量杯
•玻璃杯或花瓶
•蓝色或红色食品颜色
•几个白色康乃馨(至少三个)。提示:新鲜鲜花比旧鲜花更有效
•刀
•相机(可选)

准备
•测量半杯水,倒入玻璃杯或花瓶中。
•将20滴食物色添加到玻璃杯中的水中。
•在成人的帮助下,使用小刀以45度角切割几个(至少三个)白色康乃馨的底部茎尖。提示:切勿使用剪刀,它们会压碎茎杆,降低其吸水能力。而且(作者: 东西真人),较短的茎比较长的茎更有效。
•将康乃馨放入染色的水中。当你这样做时,用康乃馨的茎搅拌水直到染料完全溶解。

操作步骤
•将水放入水中后立即观察花朵。如果你有一台相机,拍一张花的照片。
•在把它们放入染色的水中后,观察花朵2,4,24,48和72小时。一定要观察它们的茎,特别是树干从树干分枝并且呈浅绿色的颠簸处(这里可能更容易看到染料)。如果您有相机,请在这些时间点拍摄花和茎。
•     两个小时后花儿看起来如何?那么在4,24,48和72小时后呢?这段时间外观如何变化?
•     花朵的外观变化告诉你水是如何穿过它们的?
•     额外在此活动中,您使用了康乃馨,但是您认为您会看到与其他花卉和植物相同的效果吗?试着用另一朵白花 – 例如雏菊 – 或者大多是茎的植物,比如一根芹菜茎来尝试这种活动。
•     额外:尝试再次尝试此活动,但使用更高或更低浓度的食物颜色,例如一半,两倍,四倍或十倍的浓度; 一定要将每种染料的量与相同的水量混合。如果你增加或减少水中食物的颜色浓度会发生什么?
•     额外如何制作多色康乃馨?小费:你可以尝试(1)用一种颜色的水将花留在一天的颜色中,然后将它放(作者: 东西真人)入另一种颜色的水中第二天或(2)将茎的端部分成两部分,并将每一半浸入不同的水的颜色。

观察和结果
当你把花放在染色的水中时,你看到一些花在两小时后开始出现染色斑点吗?你还看到茎上有染料吗?24小时后,花朵总体上对他们有着色吗?在48小时和72小时之后,这种色调变得更明显或更暗了?

水通过毛细管作用穿过植物。具体来说,水被拉过茎杆,然后到达花朵。在染过的水中经过两个小时后,有些花应该在花瓣边缘附近清楚地显示染色斑点。被拉起来的水经历了一个被称为蒸腾的过程,这是当叶子和花瓣上的水分蒸(作者: 东西真人)发时。然而,它带来的染料不会蒸发,并留在周围去染花。水分流失会在叶片和花瓣中产生较低的水压,从而导致更多的有色水分通过茎杆。到24小时花应该得到一个整体染色色调,随着时间的推移一点点变暗。茎部也应该稍微染色,尤其是在树叶分叉的地方。