9月23日外媒科學(xué)網(wǎng)站摘要：植物可能具有“智慧”

9月23日(星期一)消息，國外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下：

《自然》網(wǎng)站(www.nature.com)

AI模型能比人類產(chǎn)生更多原創(chuàng)想法嗎?

預(yù)印本網(wǎng)站arXiv本月發(fā)布的一項研究顯示，一個由人工智能(AI)驅(qū)動的創(chuàng)意生成器比50名獨立工作的科學(xué)家提出了更多原創(chuàng)研究想法。

目前，許多人正在探索如何利用大語言模型(LLM)自動化科研任務(wù)，包括撰寫論文、生成代碼和搜索文獻(xiàn)。然而，評估這些人工智能工具是否能夠在類似于人類的水平上提出新穎的研究角度并不容易。評估研究想法的過程往往非常主觀，需要聚集具備相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識的研究人員來仔細(xì)評估每個想法的質(zhì)量。

為了進(jìn)行這項研究，美國斯坦福大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團(tuán)隊招募了100多名自然語言處理領(lǐng)域的研究人員。自然語言處理是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，專注于人工智能如何與人類進(jìn)行交流。參與實驗的49名研究人員被要求在10天內(nèi)根據(jù)七個指定的研究主題中的一個，構(gòu)思并撰寫自己的研究想法。

與此同時，研究團(tuán)隊還使用了由舊金山Anthropic公司開發(fā)的大語言模型Claude 3.5，構(gòu)建了一個AI創(chuàng)意生成器。通過使用人工智能文獻(xiàn)搜索引擎Semantic Scholar，研究人員引導(dǎo)AI查找與七個研究主題相關(guān)的論文。在這些文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，AI生成器提出了4000個研究想法，并將其中最具原創(chuàng)性的想法進(jìn)行了排名。

研究團(tuán)隊隨后將人類科學(xué)家和AI生成的研究想法隨機(jī)分配給79名評審員。評審員被要求對每個想法的原創(chuàng)性、可行性、吸引力和潛在有效性進(jìn)行評分。為了確保評審員不知道這些想法的來源，研究團(tuán)隊使用了另一個大語言模型對人類和AI生成的文本進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以使其寫作風(fēng)格和語氣一致，但不改變想法的內(nèi)容。

結(jié)果顯示，平均而言，評審員認(rèn)為AI生成的想法比人類科學(xué)家提出的更具原創(chuàng)性和吸引力。然而，當(dāng)研究團(tuán)隊深入分析AI生成的4000個想法時，他們發(fā)現(xiàn)其中只有約200個真正獨具原創(chuàng)性，這表明隨著生成規(guī)模的擴(kuò)大，AI在產(chǎn)生新想法時變得不那么具有創(chuàng)新性。

《科學(xué)通訊》網(wǎng)站(www.sciencenews.org)

口腔內(nèi)的一種細(xì)菌可以一次分裂成14個細(xì)胞

在人類口腔中生存的500多種細(xì)菌中，馬氏棒狀桿菌(Corynebacterium matruchotii)展現(xiàn)出了一種獨特的分裂方式。

美國海洋生物學(xué)實驗室和美國牙科協(xié)會福賽斯研究所的研究人員在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上發(fā)表了一項研究，報告馬氏棒狀桿菌能夠一次分裂成多達(dá)14個子細(xì)胞。而與之相比，大多數(shù)細(xì)菌通常通過二分裂的方式進(jìn)行繁殖。

研究人員拍攝的一段視頻顯示了一個馬氏棒狀桿菌細(xì)胞分裂成多個子細(xì)胞，而這些子細(xì)胞隨后又迅速開始分裂。研究人員指出，目前還沒有發(fā)現(xiàn)其它已知的細(xì)菌能夠以這種方式繁殖。馬氏棒狀桿菌這種獨特的分裂策略可能有助于它迅速在其棲息的人類口腔中占據(jù)優(yōu)勢。

這種細(xì)菌是一種絲狀細(xì)菌，常見于牙齦線附近的牙菌斑中。研究人員利用延時成像技術(shù)研究了人類口腔中的活微生物群，發(fā)現(xiàn)馬氏棒狀桿菌以獨特的方式進(jìn)行增殖。

接下來，研究小組計劃進(jìn)一步研究馬氏棒狀桿菌如何通過形成一種生物膜，與口腔中的其他細(xì)菌結(jié)合，進(jìn)而影響口腔健康。

《每日科學(xué)》網(wǎng)站(www.sciencedaily.com)

1、科學(xué)家呼吁全球立即采取行動應(yīng)對微塑料污染

國際專家小組在《科學(xué)》(Science)雜志上發(fā)表了一篇文章，強(qiáng)調(diào)了全球?qū)λ芰衔廴荆绕涫俏⑺芰衔廴荆扇【o急行動的必要性。專家們表示，現(xiàn)有的國家立法不足以應(yīng)對這一全球性挑戰(zhàn)，而聯(lián)合國《塑料污染條約》(Plastic Pollution Treaty)為實現(xiàn)國際合作提供了一個難得的機(jī)會。該條約預(yù)計將于2024年11月進(jìn)行第五輪審議。

要使這一條約真正有效，專家們建議條約必須包括減少塑料生產(chǎn)的全面措施，特別是控制塑料微粒在整個塑料生命周期中的排放。如果不采取行動，可能會造成“不可逆轉(zhuǎn)的環(huán)境破壞”，對全球生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生長期負(fù)面影響。

這篇文章是在紀(jì)念首個關(guān)于微塑料的研究發(fā)表20周年時撰寫的。那項開創(chuàng)性研究首次提出了“微塑料”這一術(shù)語，用來描述海洋中肉眼難以察覺的微小塑料碎片。

2. 地球近5億年的溫度變化揭示了二氧化碳的關(guān)鍵作用

發(fā)表在《科學(xué)》(Science)雜志上的一項研究展示了全球平均表面溫度(GMST)的曲線，揭示顯生宙期間地球溫度的變化比之前認(rèn)為的要大得多。顯生宙是地球歷史中的一個重要地質(zhì)時期，期間生命從簡單到復(fù)雜、多樣化，并經(jīng)歷了多次大規(guī)模物種滅絕和復(fù)蘇。這條溫度曲線還進(jìn)一步證實了地球溫度與大氣中二氧化碳含量之間的密切聯(lián)系。

5.4億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)標(biāo)志著顯生宙的開端，那時復(fù)雜的硬殼生物首次出現(xiàn)在化石記錄中。盡管研究人員能夠模擬出從5.4億年前一直延續(xù)至今的氣候變化，但他們的溫度曲線主要集中在最近4.85億年內(nèi)，因為更早時期的地質(zhì)溫度數(shù)據(jù)相對稀缺。

研究人員采用了一種名為數(shù)據(jù)同化的方法，將地質(zhì)記錄與氣候模型的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，構(gòu)建了GMST曲線，從而對古代氣候有了更為系統(tǒng)的理解。

新的溫度曲線顯示，過去4.85億年間，地球的溫度波動比先前認(rèn)為的幅度更大。在這一時期，全球平均表面溫度在52至97華氏度(11.11至36.11攝氏度)之間。通常，極端高溫時期伴隨著大氣中二氧化碳濃度的顯著上升。

研究還發(fā)現(xiàn)，地球當(dāng)前的全球平均表面溫度為59華氏度(約15攝氏度)，比顯生宙大部分時間要低。然而，研究人員警告說，人類當(dāng)前排放的溫室氣體正以比顯生宙中最迅速的變暖事件更快的速度加劇全球變暖。這種加速的氣候變化給全球物種和生態(tài)系統(tǒng)帶來了巨大風(fēng)險，并導(dǎo)致海平面迅速上升。歷史上，顯生宙期間一些快速的氣候變化事件曾引發(fā)大規(guī)模物種滅絕。

《賽特科技日報》網(wǎng)站(https://scitechdaily.com)

1、科學(xué)家揭示皺紋形成的奧秘

韓國浦項工業(yè)大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在實驗室成功復(fù)制了生物組織中的皺紋結(jié)構(gòu)，揭示了它們形成的具體機(jī)制。研究成果發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。

雖然皺紋通常與皮膚老化相關(guān)，但許多器官和組織(如大腦、胃和腸道)也擁有獨特的皺紋結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在調(diào)節(jié)細(xì)胞狀態(tài)和組織分化中起著至關(guān)重要的作用。了解這些皺紋的形成過程對于理解生物體復(fù)雜的生理功能至關(guān)重要，并且對于推動皮膚老化、再生醫(yī)學(xué)和胚胎學(xué)的研究具有重要意義。

由于復(fù)制皺紋形成的難度較大，此類研究往往依賴于動物模型，比如果蠅、小鼠和雞胚胎。因此，活組織中的皺紋形成機(jī)制仍然有許多未解之謎。

研究團(tuán)隊通過開發(fā)由人類上皮細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)組成的上皮組織模型，成功重現(xiàn)了體外組織中的皺紋結(jié)構(gòu)。通過結(jié)合精密的壓力設(shè)備，研究人員首次觀察到了由強(qiáng)壓縮力引發(fā)的單一深層皺紋的分層變形，以及在輕微壓縮下形成的眾多小皺紋。

2、光子信號揭示植物可能具有“智慧”

所有生物體都會發(fā)出一種微弱的光輻射，稱為“生物光子”。盡管這種現(xiàn)象早已被發(fā)現(xiàn)，但它的起源和功能一直是一個未解之謎。美國基礎(chǔ)問題研究所(FQxI)支持的一支國際物理學(xué)家團(tuán)隊通過統(tǒng)計分析的方法，研究了這種生物光子的現(xiàn)象，并提出了植物可能通過生物光子進(jìn)行交流的“智能”假說。

團(tuán)隊通過分析扁豆種子發(fā)出的微弱光子信號，發(fā)現(xiàn)生物光子可能攜帶著信息，用于植物之間的交流。這項研究成果發(fā)表在2024年6月的《應(yīng)用科學(xué)》(Applied Sciences)期刊上，為未來在農(nóng)業(yè)和食品質(zhì)量檢測領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

大約一個世紀(jì)前，俄羅斯生物學(xué)家亞歷山大·古維奇(Alexander Gurwitsch)首先發(fā)現(xiàn)植物會發(fā)出微弱的電磁輻射，與細(xì)胞生長相關(guān)。從那時起，科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)細(xì)菌、植物、動物甚至人類都能夠發(fā)射生物光子。多年來，科學(xué)家們嘗試通過監(jiān)測生物光子來研究植物的生長過程、評估種子的質(zhì)量，以及檢測化肥和農(nóng)藥對植物的影響。實驗還顯示，癌細(xì)胞和正常細(xì)胞之間的生物光子發(fā)射率存在差異，因此，生物光子在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也可能具有潛在的應(yīng)用價值。

然而，實驗過程中最大的挑戰(zhàn)是，生物光子信號非常微弱，容易被環(huán)境光和噪音干擾。在這項研究中，研究人員使用了高靈敏度的量子光子探測器，成功測量了76顆小扁豆種子在發(fā)芽過程中所發(fā)出的生物光子信號。(劉春)

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