9月23日外媒科學網站摘要：植物可能具有“智慧”

9月23日(星期一)消息，國外知名科學網站的主要內容如下：

《自然》網站(www.nature.com)

AI模型能比人類產生更多原創想法嗎?

預印本網站arXiv本月發布的一項研究顯示，一個由人工智能(AI)驅動的創意生成器比50名獨立工作的科學家提出了更多原創研究想法。

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，包括撰寫論文、生成代碼和搜索文獻。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，需要聚集具備相關領域專業知識的研究人員來仔細評估每個想法的質量。

為了進行這項研究，美國斯坦福大學領導的一個研究團隊招募了100多名自然語言處理領域的研究人員。自然語言處理是計算機科學的一個分支，專注于人工智能如何與人類進行交流。參與實驗的49名研究人員被要求在10天內根據七個指定的研究主題中的一個，構思并撰寫自己的研究想法。

與此同時，研究團隊還使用了由舊金山Anthropic公司開發的大語言模型Claude 3.5，構建了一個AI創意生成器。通過使用人工智能文獻搜索引擎Semantic Scholar，研究人員引導AI查找與七個研究主題相關的論文。在這些文獻的基礎上，AI生成器提出了4000個研究想法，并將其中最具原創性的想法進行了排名。

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

結果顯示，平均而言，評審員認為AI生成的想法比人類科學家提出的更具原創性和吸引力。然而，當研究團隊深入分析AI生成的4000個想法時，他們發現其中只有約200個真正獨具原創性，這表明隨著生成規模的擴大，AI在產生新想法時變得不那么具有創新性。

《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)

口腔內的一種細菌可以一次分裂成14個細胞

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

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

研究人員拍攝的一段視頻顯示了一個馬氏棒狀桿菌細胞分裂成多個子細胞，而這些子細胞隨后又迅速開始分裂。研究人員指出，目前還沒有發現其它已知的細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優勢。

這種細菌是一種絲狀細菌，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研究了人類口腔中的活微生物群，發現馬氏棒狀桿菌以獨特的方式進行增殖。

接下來，研究小組計劃進一步研究馬氏棒狀桿菌如何通過形成一種生物膜，與口腔中的其他細菌結合，進而影響口腔健康。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、科學家呼吁全球立即采取行動應對微塑料污染

國際專家小組在《科學》(Science)雜志上發表了一篇文章，強調了全球對塑料污染，尤其是微塑料污染，采取緊急行動的必要性。專家們表示，現有的國家立法不足以應對這一全球性挑戰，而聯合國《塑料污染條約》(Plastic Pollution Treaty)為實現國際合作提供了一個難得的機會。該條約預計將于2024年11月進行第五輪審議。

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“不可逆轉的環境破壞”，對全球生態系統產生長期負面影響。

這篇文章是在紀念首個關于微塑料的研究發表20周年時撰寫的。那項開創性研究首次提出了“微塑料”這一術語，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鍵作用

發表在《科學》(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為的要大得多。顯生宙是地球歷史中的一個重要地質時期，期間生命從簡單到復雜、多樣化，并經歷了多次大規模物種滅絕和復蘇。這條溫度曲線還進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系。

5.4億年前的寒武紀大爆發標志著顯生宙的開端，那時復雜的硬殼生物首次出現在化石記錄中。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，因為更早時期的地質溫度數據相對稀缺。

研究人員采用了一種名為數據同化的方法，將地質記錄與氣候模型的數據結合起來，構建了GMST曲線，從而對古代氣候有了更為系統的理解。

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。

研究還發現，地球當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系統帶來了巨大風險，并導致海平面迅速上升。歷史上，顯生宙期間一些快速的氣候變化事件曾引發大規模物種滅絕。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、科學家揭示皺紋形成的奧秘

韓國浦項工業大學領導的研究小組在實驗室成功復制了生物組織中的皺紋結構，揭示了它們形成的具體機制。研究成果發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。

雖然皺紋通常與皮膚老化相關，但許多器官和組織(如大腦、胃和腸道)也擁有獨特的皺紋結構，這些結構在調節細胞狀態和組織分化中起著至關重要的作用。了解這些皺紋的形成過程對于理解生物體復雜的生理功能至關重要，并且對于推動皮膚老化、再生醫學和胚胎學的研究具有重要意義。

由于復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制仍然有許多未解之謎。

研究團隊通過開發由人類上皮細胞和細胞外基質(ECM)組成的上皮組織模型，成功重現了體外組織中的皺紋結構。通過結合精密的壓力設備，研究人員首次觀察到了由強壓縮力引發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”

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

團隊通過分析扁豆種子發出的微弱光子信號，發現生物光子可能攜帶著信息，用于植物之間的交流。這項研究成果發表在2024年6月的《應用科學》(Applied Sciences)期刊上，為未來在農業和食品質量檢測領域的應用奠定了基礎。

大約一個世紀前，俄羅斯生物學家亞歷山大·古維奇(Alexander Gurwitsch)首先發現植物會發出微弱的電磁輻射，與細胞生長相關。從那時起，科學家們逐漸發現細菌、植物、動物甚至人類都能夠發射生物光子。多年來，科學家們嘗試通過監測生物光子來研究植物的生長過程、評估種子的質量，以及檢測化肥和農藥對植物的影響。實驗還顯示，癌細胞和正常細胞之間的生物光子發射率存在差異，因此，生物光子在醫學領域也可能具有潛在的應用價值。

然而，實驗過程中最大的挑戰是，生物光子信號非常微弱，容易被環境光和噪音干擾。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顆小扁豆種子在發芽過程中所發出的生物光子信號。(劉春)

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