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行業文化對專業文化建設的導向
人才培養質量不僅取決于專業知識、技術、能力,更在于做人,在于修養、境界、誠信和社會責任。針對目前高職生就業后的離職率比本科生相對要高,存在職業生涯模糊、不能客觀地認識自己、不善于處理人際關系、專業知識不扎實、基礎知識面不寬等問題,職業教育未來要將專業文化升華為成人、成才、成功教育的文化。以石油和化學工業行業為例,2011年1月中國化工教育協會組織會員單位對華東、華北、中南、東北、西南、西北六大區186家國有、外資、合資、股份制、民營及其他類型石油化工企業進行了問卷調查,統計結果表明,企業對職業院校學生的企業文化認知、畢業生的職業素養等總體評價不高,與企業的愿望有較大差距。企業對職業院校畢業生評價在6個評價指標中滿意度(非常滿意+滿意)均低于60%,說明企業對職業院校畢業生素質滿意度不高,職業院校的教育與企業需求還有較大差距。其中,對石化企業相關法規的認知情況和對企業文化的認知情況,企業滿意度最低(低于45%),而對學生的石化企業相關法規認知情況的不滿意度(不滿意+非常不滿意)是16.01%,企業文化融入職業教育迫在眉睫。從表2得知,企業對職工綜合素質的要求主要體現在勞動安全和保護意識、敬業精神和責任心、質量意識、對生產過程的理解和掌握、對企業文化有較好的認同感、綠色化工及環境保護意識、節能與效益意識、合作能力等方面。其中,勞動安全和保護意識、敬業精神和責任心要求很高或要求高的比例達90%以上,對質量意識、對企業文化有較好的認同感、對生產過程的理解和掌握要求很高或要求高達80%以上。同時,企業對職工的綠色化工及環境保護意識、節能與效益意識、合作能力也有較高的要求。企業招聘優先考慮的因素排序一般是:工作態度、職業道德、崗位技能,并且越是高技能、緊缺型人才,企業從自身利益出發,對工作態度及職業道德要求越高,而這恰恰是畢業生表現最欠缺的方面。根據調查結果,石化類專業應將石化行業文化中提煉出來的“安全、環保、質量、團隊”作為專業文化建設的宗旨,“節能減排、零污染、綠色化工、循環經濟、低碳經濟、環境友好”作為專業文化建設的理念,“健康、安全、環境”作為專業文化建設的核心,“愛崗敬業,忠于職守;按章操作,確保安全;認真負責,誠實守信;遵規守紀,著裝規范;團結協作,相互尊重;節約成本,降耗增效;保護環境,文明生產;不斷學習,努力創新”作為專業文化建設的重點。通過專業文化的涵化,培養學生適應企業的相關意識和素養,如高度的安全意識、環保意識、健康意識、質量意識、執行意識、績效意識、服務意識及技能素質和職業道德素質,將先進的企業文化和價值觀融入學生的心靈,使石化行業的后備人力資源隊伍承擔起對生命的責任、對環境的責任及對社會的責任。
專業文化建設的途徑
關鍵詞:PPE; 反饋; 審核;
中圖分類號:F407.45 文獻標識碼:A 文章編號:
引言 化工行業是高危行業,勞動防護用品在化工企業是無法替代的,在發生危險的時候勞動防護用品將是員工生命安全的最后一道屏障,合理的使用勞動防護用品可以最大限度的保護員工的生命安全[1]。希望通過對公司整個勞動防護用品的管理,找出改善方法,從而安全狀況能得到有效的提高,降低事故率,使工廠事故率接近零的目標,為管理技術的進一步完善與發展提供必要的理論基礎。
防護用品本身質量因素如不舒服、不滿意、工作效率低等,也直接或間接地影響到防護用品的使用。
勞動防護用品的發放方式及其管理制度的實施,都直接影響到工人對防護用品的使用。由于企業管理者及工人的勞動防護知識水平低,用普通口罩代替防塵口罩、布手套防有機溶劑、普通眼鏡防紫外線等。工廠對防護用品的使用制定了管理制度,然這種制度形同虛設。
一些生產商打著通過低成本生產得到高利潤的算盤,他們就不會顧及那些用PPE來保命的工人們。殊不知,這樣所釀成的后果,不僅會傷害某一個工人,有可能會對某一個家庭帶來沉重的打擊,企業最后還是要為此付出代價。說穿了都是一個“利”字在作祟。
而一些基層操作者,個體防護意識淡薄的行為,在生活中更是屢見不鮮。工地這頭掛著注意安全的標語,工人們就在那邊唱著“四不戴”的高調。“天氣熱了不戴,干活忙了忘戴,心情不好不戴,領導不在不戴”。他們可曾想過,這罩在安全帽下的是他們自己的腦袋,綁在安全帶上的是他們自己的身體,無論哪個不戴都是在跟他們的身家性命開玩笑。
但從客觀上來說,PPE的最終使用者,很多是一些農民工或者文化知識水平有限的工人。對他們來說,工作強度大,能把每天的活做完混口飯吃就不錯了,讓他們天天記著到這兒要戴安全帽,到那兒系安全帶實在不是一天兩天能養成的習慣,如果不是真正看到有人出了事,他們是不會相信不使用PPE有什么危險的。而且一些PPE的使用方法也比較復雜,所以,如果沒有正確的教育和培訓,他們就不會正確使用。
據了解,對PPE產品使用不當發生的事故并不在少數,有時是因為設備的設計不合理,或者是風險評估不足、溝通不足、工作現場檢查不到位、監督不得力或操作者能力不足等等,事實上這其中每一樣都是一道為安全所設的屏障,只要有其中一道屏障切實起到作用,事故就不會發生。而且,從我國的整個社會環境來看,整體的安全防護意識并不樂觀,所以,在作業中從細節上時刻保護自己的做法很難深入人心,這可能也需要時間和經驗來加以改變。
加強管理層對勞動防護用品的教育,把監管環節前移,增加違規使用勞動防護用品的成本,是增強安全意識的有效方法。不要等出了生產安全事故,事后再來罰款、總結教訓。此外,還要重視對在崗工人的教育、培訓,告訴他們安保用品辨別常識,了解錯誤使用PPE產品給他們的生命安全帶來的危害,讓他們在PPE產品的選擇中也有話語權,從而達到對企業和PPE生產商家的監督。
1. 勞動防護用品的標準滯后以致難以規范
但讓人憂心的是,我國現行的很多PPE產品的認證標準一直還在沿用二十幾年前的標準,一直都沒有更新過。至今為止,我國的防墜落防護用品的合格評定,還一直在用1985年的標準來衡量21世紀的產品。這種時間屬性的不協調、標準內容的滯后,不僅給認證工作帶來了很多麻煩,也很難給予產品全面的評定。
也就是說,社會在發展,勞動關系和作業方式都在發生變化,而國家卻一直沒有對PPE產品的質量提出新的要求,這必然會給市場帶來困擾。專家認為,這些年來,重視程度不夠、制定標準經費嚴重不足、科研參與太少、技術發展緩慢等,都是造成標準難以制定的原因所在。
目前來看,造成這樣的結果,主要是由于一些較先進的產品在我國并不多,國內市場使用得也不廣泛,所以針對這些產品根本就沒有可以進行對照考核的標準,認證機構也無從進行認證。對于一些勉強可以認證的,程序就很繁雜。一個產品要用五六個標準來進行合格評定,而且這五六個標準還不一定完全適用。
標準的不完善,不僅給企業造成了一定的經濟損失,也給認證機構在合格評定中出了很多難題。而對于國內PPE產品的消費者而言,正是由于這樣的原因,導致他們很難享受到先進的PPE產品給他們帶來的更為安全的保障。
2.勞動防護用品的品類質量不過關
勞動防護用品是保護職工不受傷害的重要防線,不合格的防護用品流入市場,必然會給安全生產埋下事故隱患。隨著經濟的發展,化工、建筑、煤炭等行業對防護用品的需求都在增大,但近幾年因為防護用品質量不合格導致的事故也特別的多,從而使人對良莠不齊的勞防用品憂心不已。近日記者走訪了北京市的幾個勞保用品店和安監部門,他們對現在勞防用品市場的現狀做了分析。
防護用品是在運輸、電力、冶金、石油、化工、建筑、礦山、隧道挖掘等行業廣泛使用的勞動安全防護用品。由于其直接涉及到使用者的生命安全與健康,國家對這類產品實施了嚴格的生產許可證管理制度。但是近幾年由于一些防護用品的生產企業受技術和資金等因素的限制,或者私利的驅動,在生產過程中偷工減料,致使市場上防護用品的質量不盡人意,勞動者因使用不合格的防護用品致傷致殘的事件時有發生。
現在工地上的民工所戴的安全帽,大多都不合格。他說,現在工地上購買安全帽,基本上不會去專門的防護用品店,因為專門的防護用品店里的安全帽太貴,而如果在一般的建材市場上購買的話,價錢就便宜得多。
3勞動防護用品的管理程序分析
公司的勞動防護用品的管理程序,在勞動防護用品的管理中應用了PDCA的管理模式,從而使該管理程序能夠不斷的進化,不斷的更新,使勞動防護用品的管理更加完善。公司在勞動防護用品的標準、程序和責任劃分做了很充分的解釋,以下是對公司勞動防護用品管理程序的介紹與分析。
3.1. 勞動防護用品的管理
在工廠的管理層必須制訂并實施書面的PPE采購、選擇、使用、維修和保養程序。考慮工作場所危險控制措施中,必須按照下列層次的控制體系:工程控制、管理控制(例如培訓和操作程序),最后為PPE。)公司必須在需要PPE的地方向員工提供PPE。對于儲有有害化學品的區域內的,和可能遭受飛濺粉塵的作業的人員,最低容許級別的眼睛保護為附有護角的安全眼鏡。必須無償向上述人員提供附有護角的安全眼鏡,包括醫用眼鏡。使用PPE的人員必須接受合適的設備使用方面的培訓。培訓必須包括一旦發生飛濺或暴露,防止或最大限度減少傷害所必需的行動。必須要求當承包商在廠內進行與公司員工進行同種作業時,穿戴相同級別的PPE。
3.2勞動防護用品的規格
在工廠的所有PPE必須至少符合基本的質量標準和公司內的標準,嚴格的按照標準處置,并且要有詳細的要求在里面,保證質量。
3.3勞動防護用品的選擇
必須基于對員工在工作中可能遇到的危險的識別和評價,選合適的PPE。必須指定資深的勞動或團隊負責PPE的選擇和變更審核。
3.4勞動防護用品的實施和檢查
關鍵詞:雙重熒光聚合酶鏈式反應;動物源性食品;豬源性成分;雞源性成分
A Dual Fluorescent Real-Time Polymerase Chain Reaction Method for Concurrently Detecting Pork-Derived and Chicken-Derived Ingredients in Animal-Origin Foods
JIN Ping, JIE Li, LU Jun, CHEN Ying, DING Hongliu*
(Suzhou Quality Supervision and Inspection Center, Suzhou 215128, China)
Abstract: Objective: To establish a dual fluorescent real-time polymerase chain reaction (PCR) assay for the simultaneous detection of pork-derived and chicken-derived ingredients which enables rapid detection of adulteration in animal-origin foods. Methods: With this aim, specific primers and TaqMan probes were designed according to the interspecific conservative sequences. Results: The dual fluorescence PCR method had good specificity and could only amplify pork-derived ingredients and chicken-derived ingredients. The method had high sensitivity and could detect as low as 0.02 ng of porcine DNA and 0.10 ng of chicken DNA. It had strong anti-interference ability and could correctly detect more than 2% pork-derived and chicken-derived ingredients spiked in mixed DNA samples with other species. Conclusion: The dual fluorescent real-time PCR provides a specific and sensitive method for the detection of pork and chicken-derived ingredients in animal-origin foods.
Key words: dual fluorescent real-time polymerase chain reaction (RT-PCR); animal-origin product; pork-derived ingredients; chicken-derived ingredients
DOI:10.15922/ki.rlyj.2016.09.004
中圖分類號:TS207.3 文獻標志碼:A 文章編號:1001-8123(2016)09-0017-06
引文格式:
金萍, 結莉, 陸俊, 等. Taqman探針熒光聚合酶鏈式反應實時同步鑒定動物源性食品中豬肉、雞肉源性成分[J]. 肉類研究, 2016, 30(9): 17-22. DOI:10.15922/ki.rlyj.2016.09.004. http://
JIN Ping, JIE Li, LU Jun, et al. A dual fluorescent real-time polymerase chain reaction method for concurrently detecting pork-derived and chicken-derived ingredients in animal-origin foods[J]. Meat Research, 2016, 30(9): 17-22. (in Chinese with English abstract) DOI:10.15922/ki.rlyj.2016.09.004. http://
牛肉享有“肉中驕子”之美稱,是中國人的第二大肉類食品。牛肉不僅味道鮮美、消化吸收率高,同時具有高蛋白、低脂肪、富含多種氨基酸以及礦物質等特點,受大眾喜愛。牛肉的相對高價促使一些不法分子制作假牛肉,如2013年內蒙古包頭公安破獲的一起制售假劣食品案,涉案公司經過調查發現,采用鴨等原材料生產假冒的牛肉干、羊肉干,在15 個省市自治區進行銷售,涉案價值600多萬[1]。2011年人民網報導江蘇無錫的犯罪分子利用硼砂和豬血等物品將豬肉偽裝成牛肉出售;2013年西安通報了一起“9.10”特大制販假牛肉案,共查處17 t假牛肉,這些假牛肉其實均為豬肉[2]。食品摻假是指向食物中非法混進外觀、物理性狀或物種形態相似的物質,混入后的物質在外觀上很難鑒別[6]。隨著目前食品檢測技術不斷完善和更新,食品摻假的手段也越來越隱蔽,主要手段可總結為“注”、“混”、“改”、“充”、“提”[3]。肉類摻假主要采用“混”,即以一些低價肉(如豬肉、雞肉)代替/部分替代高價肉(如牛肉、羊肉),再在高價肉中加入各種調料、香精基料等化學品進行遮掩。由于替代成分與被替代成分均同屬肉類,兩者在感官、理化特性等方面極其相似,另外肉類制品大都經過高壓、煮沸、腌制等加工程序,使得食品本身復雜多變。因此這類型的食品摻假鑒定變得非常困難,也成為食品質量安全保障方面的技術瓶頸之一[4]。
熒光定量聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction,PCR)方法具備特異性高、樣本需求低(少量受檢樣品即可檢測)、耗時短、操作過程簡單,同時具有無污染(閉管操作)、無毒性、高通量、多重擴增、可定量分析的優點。因此,對于實時摻假食品的監督和管理,應用以DNA為靶分子的實時熒光PCR技術是未來發展方向之一[15]。通過前期對江蘇蘇州地區32 家生產單位共計90 份樣品的摻假鑒定[5],發現目前不法分子主要是用豬肉以及雞肉制作假牛肉、假羊肉,因此本研究目的在于建立一種能同時檢測動物源性食品中豬源性和雞源性成分的雙重熒光PCR方法,其中涉及2 個擴增體系:豬源特異性擴增體系、雞源特異性擴增體系。2 個體系的探針用不同的熒光基團標記,在同一反應管內同時進行鑒定,節省檢測中試劑的損耗以及時間。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
Taqman反應預混液(ABI Taqman Universal PCR master mix) 英濰捷基(上海)貿易有限公司;天根血液/組織DNA提取試劑盒、焦碳酸二乙酯(diethy pyrocarbonate,DEPC)處理水 蘇州阿爾法科技有限公司;引物、Taqman熒光探針 生工(上海)生物工程股份有限公司合成;無水乙醇 美國Thermo-Fisher公司。
1.2 儀器與設備
臺式高速冷凍離心機 美國Thermo-Fisher公司;核酸蛋白測定儀(酶標儀) 美國Bio-Tek公司;7500型實時熒光PCR儀 美國ABI公司;旋渦振蕩器 德國IKA公司;槽恒溫水浴鍋 韓國Daihan Scientific公司。
1.3 方法
1.3.1 基因組DNA模板制備
使用一次性組織研磨棒、剪刀、鑷子等器具對樣品進行均質處理,保證樣品的均勻性;不同的樣品分開處理,器具使用前后均用酒精棉球擦凈,避免不同樣品間的交叉污染。按照血液/組織DNA提取試劑盒說明書的步驟提取樣品DNA。采用微量核酸蛋白測定儀測定模板DNA的濃度以及純度,OD260 nm/OD280 nm比值均在1.7~2.0之間的動物組織DNA純度達到要求,對模板DNA進行分裝,冷凍備用。
1.3.2 引物、探針的設計、合成及有效性驗證
在Genbank數據庫(http://ncbi.nlm.nih.gov/)中搜索,得到豬、雞線粒體細胞色素b基因(Cytb)序列,利用引物探針設計軟件(Primer Express 3.0),依據熒光PCR擴增中引物探針設計的相應原則,獲得豬、雞成分特異性的引物和探針。同時將設計得到的引物、探針在NCBI數據庫中進行BLAST比對,確定其理論特異性。
引物、探針序列:
豬上游引物:5’-GAAAAATCATCGTTGTACTTCAACTACA-3’;
豬下游引物:5’-GGTCAATGAATGCGTTGTTGAT-3’;
豬探針:5’-FAM-CAAACATCCGAAAATCACAC CCACTAAT-TAMRA-3’。
雞上游引物:5’-CATCTCATCCGACTCTGACAAAATT-3’;
雞下游引物:5’-GGGAGAATAGGGCTAGTGTTAGGAA-3’;
雞探針:5’-HEX-TCAAAGACATTCTGGGCTTAACTCTC ATACTCACC-TAMRA-3’。
1.3.3 雙重實時熒光PCR檢測
擴增反應體系的體積為50 μL:Taqman PCR master mix 25 μL;10 μmol/L的上游引物1 μL;10 μmol/L的下游引物1 μL;10 μmol/L的熒光標記探針1 μL;模板DNA(0.001~50ng/μL)2 μL;其余不足用DEPC處理滅菌雙蒸水補齊。反應循環參數:50 ℃,2 min;95 ℃,10 min;95 ℃,15 s;60 ℃,1 min;40 個循環,于實時熒光PCR儀上進行。
1.3.4 特異性實驗
按照血液/組織DNA提取試劑盒的說明書步驟分別提取純牛、羊、豬、雞、鴨、魚的DNA,按照1.3.3節所描述的體系進行實時熒光PCR擴增反應,實時PCR擴增結束,通過觀察各體系對不同模板DNA的擴增曲線及臨界循環值(Ct值)來判定所設計的雙重熒光體系的特異性。
1.3.5 靈敏度實驗
按照1.3.1節的方法提取純豬、雞DNA,用DEPC處理滅菌雙蒸水進行稀釋,以0.001~50 ng/μL的豬、雞核酸質量濃度,按照1.3.3節中所描述的體系分別進行實時熒光PCR反應,根據兩體系的Ct值及擴增曲線確定所建立的豬-雞雙重熒光PCR體系中豬源、雞源的檢測靈敏度。
1.3.6 混合樣品檢測能力驗證
為進一步檢測所建立的Taqman探針雙重熒光PCR檢測體系的抗干擾性以及其特異性檢測能力,確定該體系對混合樣品的檢測低限,所以決定從DNA核酸水平進行實驗確認。取牛、羊、豬和雞的純DNA模板,分別按表1~2所示制備各混合DNA樣品,進行Taqman探針雙重實時熒光PCR,以確定該體系用于混合樣品檢測的檢出限。
2 結果與分析
2.1 Taqman探針雙重實時熒光PCR特異性實驗檢測結果
圖1為雙重體系中豬源體系的特異性檢測結果,該體系采用FAM熒光標記探針進行檢測。豬源體系僅對豬源成分產生擴增,與其他肉源(牛、羊、鴨、魚、雞)成分無交叉,陰性樣品(牛、羊、鴨、魚、雞)的Ct值限制在32 個循環以后,豬源檢測體系具有較好的特異性。圖2為雙重體系中雞源體系特異性的檢測結果,該體系采用HEX熒光標記探針進行檢測。雞源體系僅對雞源成分產生擴增,與其他成分(牛、羊、鴨、魚、豬)無交叉,陰性樣品(牛、羊、鴨、魚、豬)的Ct值限制在32 個循環以后,雞源檢測體系具有較好的特異性。
從實驗結果中可以看出,所建立的Taqman探針雙重實時熒光PCR體系對豬、雞成分產生有效擴增,而對陰性樣品無明顯擴增且Ct值均限制在32 個循環以后,因此該雙重體系對豬、雞成分具有特異性,同時Ct值≥32.0視為不含有目標成分。
2.2 靈敏度實驗檢測結果
取純豬、雞肉提取DNA,采用微量核酸蛋白測定儀測定獲得模板DNA的濃度,用滅菌雙蒸水進行10 倍倍比稀釋。取各稀釋度的核酸2 μL作為模板,進行豬-雞Taqman探針雙重熒光PCR檢測。豬源性DNA模板質量濃度依次為10、1、0.1、0.01、0.001 ng/μL,雞源性DNA模板質量濃度依次為50、5、0.5、0.05、0.005 ng/μL。
豬源檢測中DNA模板質量濃度10、1、0.1、0.01、
0.001 ng/μL的Ct值分別為19.6、23.8、26.4、30.1、
>32.0,其中0.01 ng/μL的DNA模板質量濃度的Ct值
30.1
0.005 ng/μL的Ct值分別為18.9、23.7、28.6、30.4、>32.0,其中0.05 ng/μL的DNA模板質量濃度的Ct值30.4
2.3 Taqman探針雙重熒光PCR混合樣品檢測能力驗證
由表3可知,模擬混合樣品中所有含有2%~10%豬DNA的混合樣都獲得了成功擴增,Ct值在31.07~24.83;其中含有2%~10%雞DNA的混合樣也都獲得了成功擴增,Ct值在29.28~25.49。結果顯示,當DNA混樣中豬、雞含量在2%以上水平時,所建立的混合檢測體系均能對DNA混樣給出正確判斷,DNA混樣的豬、雞成分檢測下限為水平2%,證實所設計引物探針體系具有較好的抗干擾能力及較高的靈敏性。
3 討 論
本研究所建立的雙重熒光PCR,特異性強,僅對豬、雞成分有擴增,Ct值限制在32。該方法靈敏度高,最低檢測到豬、雞源DNA的含量分別為0.02、0.10 ng;抗干擾性強,當DNA混樣中豬、雞含量在2%以上水平時,所建立的混合檢測體系均能對DNA混樣給出正確判斷,適用于動物源性產品中豬、雞源性成分的鑒別檢測,可為食品安全和飼料監管提供有效依據。
與食品標簽的食品成分不相符合的食品摻假會誤導消費者,對消費者造成各種影響,甚至危害其身體健康,也影響社會的公平競爭和健康發展。當消費者選購食品時,通過觀察食品標簽就可以知道這種食品的成分,可以根據自己的需要做出合理的判斷、選擇。食物過敏者通常可以避免含過敏成分的食物,關注健康膳食的人會傾向選擇雞、鴨、鵝等脂肪含量低的家禽肉類代替牛、羊、豬等脂肪含量高的畜肉類,患有某些疾病的患者也需要遵循醫囑忌食或少食某些種類的食物,各種人士會不吃某些特殊的肉類,如牛肉或豬肉,而素食者會禁食任何含肉的食品。食品摻假嚴重的甚至會威脅到人的生命,如安徽阜陽“大頭娃娃事件”中的涉案乳粉,以植物淀粉代替乳粉原料摻假,不僅造成嬰兒嚴重營養不良,而且導致許多嬰兒死亡[7]。因此保證食品標簽的真實性對于消費者非常重要,而食品摻假的鑒定及檢測技術是保障食品標簽真實性的關鍵。
我國新出臺的《食品安全法(2015版)》明文規定:禁止生產經營摻假摻雜食品。隨著食品質量安全監管部門檢測技術的不斷完善和更新,食品摻假的手段也在不斷提高。如牛乳摻假從最初摻水、尿、淀粉、三聚氰胺到最近的皮革水解蛋白,又如從向肉制品中注水到用豬肉、雞肉、鴨肉通過浸泡、加香精等方式偽裝成牛肉、羊肉。這種用同類物質部分摻假的方法由于其隱蔽性、復雜性,而檢測技術、監管體系又相對薄弱,導致被較多使用。Chen等[8]用酶聯免疫吸附測定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)方法從902 種食品中分別檢測到了15.9%的生肉類食品及22.9%的熟肉類食品中含有未標明的動物肉類成分。Ayaz等[9]在2006年對100 種肉類食品進行調查研究,研究發現,有22.0%含有標簽上未標明的肉源成分,它們中大部分是用禽肉代替牛肉進行摻假。為了維護市場的公平競爭,需要加強食品標簽管理及行之有效的食品成分檢測方法,建立快速、高效、定量的新的檢測體系是食品監管的當務之急。
目前從物理技術、化學技術、免疫學技術、電泳技術以及DNA技術等方面均有對食品成分摻假鑒別的研究。物理技術可以針對肉類結構的不同關鍵信息進行檢測,通過對檢測結果的比對,對肉類的品種和品質進行鑒定,特別適合用來評估肉的品質。樊玉霞[10]通過可見-近紅外光譜對豬肉肉糜中粗脂肪、肌內脂肪、蛋白質、水分和14 種脂肪酸進行了研究,結合化學計量學方法對豬肉肉糜品質進行研究。化學方法有氣相色譜(gas chromatography,GC)、氣相色譜質譜聯用(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)、高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)等,GC、GC-MS通過檢測甘油三酯C2位置上的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的比值或某些特定脂肪酸的含量來進行檢測鑒別。然而,由于肉制品中脂肪含量的變化范圍很寬,因此脂肪分析只能應用于動物來源的脂肪粗略檢測。HPLC[11-12]以及免疫學方法中的ELISA法[13]、蛋白質等電聚焦方法[14]等對物種特有的蛋白質或抗原決定簇進行辨別,可有效鑒定未加工生食物原料,但對混合樣品或者用香精、香料等處理后的樣品則無法準確分析出其中的物種,并且蛋白質熱穩定性差,經過加工處理可能會改變其結構,從而破壞物種辨別依據――特有的蛋白質或抗原決定簇,因此不適于加工熟肉制品;而且不同種屬之間蛋白質也存在一定的種屬交叉反應,尤其是近緣物種間的交叉反應更為嚴重(例如綿羊和山羊),因此也不適于近緣物種的鑒別檢測[15-16]。大量以DNA為檢測對象的方法已經用于食品成分造假檢測及種類鑒定,如PCR[17-18]、限制性片段長度多態性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)[19-20]、隨機擴增多態性DNA標記(random ampli?ed polymorphic DNA,RAPD)[21]、基因芯片技術[22]。基于DNA的種源鑒定檢測方法目前最受歡迎,源于DNA分子能耐受食品加工過程中的高溫高壓等極端條件而保持相對穩定,并被有效擴增[23]。目前,實時探針熒光PCR技術運用熒光探針,利用熒光信號積累實時監測整個過程,具備特異性高、樣本需求低(少量受檢樣品即可檢測)、耗時短、操作過程簡單同時具有無污染(閉管操作)、無毒性、高通量、多重擴增、可定量分析的優點[24]。因此,熒光PCR技術體系應用于食品摻假的監督和管理將是未來發展趨勢。目前國內外已有關于利用實時熒光PCR技術進行肉種來源鑒定的文獻報道[25-27],但涉及雙重熒光PCR的研究相對較少。
該實驗的目的在于建立一種熒光PCR方法,同時檢測動物源性食品中豬源性和雞源性成分,該研究的關鍵在于物種特異基因的正確選擇,測試選定的細胞色素b基因位于線粒體,線粒體DNA是遺傳檢測特定序列的理想目標,主要原因在于:1)含量高[28]:在所有的組織細胞中均存在大量的線粒體,可以獲得大量的線粒體DNA,即使是由于劇烈的加工條件而使得DNA嚴重破碎的情況下也能獲取;2)特異性高[29]:線粒體DNA在不同物種間具有高度的特異性;3)研究成熟:國內外成分鑒定的研究中選擇Cytb的較多,技術比較成熟[30-34];4)獲取途徑便捷:在Genbank上,已經有很豐富的動物Cytb基因序列登錄上傳,這些在一定程度上給實驗的實施提供了簡便前提條件。
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XNA分子連同DNA和RNA加入基因目錄
生命的遺傳分子“動物園”2012年又稍稍擴大了一些。通過用其他分子替換DNA鏈主干中的糖,科學家們創造了ANA、TNA、HNA、FANA、CeNA和LNA。這些統稱為XNA的合成遺傳分子,每個都有其自己的經設計的酶,從而允許分子被“讀取”,然后進行復制。此項進展或有助于理解地球生命是如何發端的。
在一個好的舊DNA的幫助下,XNA也可以有自己的下一代。通過選擇一個特定的性狀,如附加到其他分子的能力,研究人員還能誘導XNA隨時間而改變。遺傳和進化將不再只是DNA和RNA的專利。
這項工作表明,地球及宇宙其他地方遠古時代的生命,也可能出自其他種類的分子。此項研究成果在生物醫學方面具有潛在的應用價值:由于研究人員可引導分子的進化,經設計的XNA可由能傳遞藥物的特殊性狀組成。這些新鮮分子或可為從頭開始構建新生物提供復制機制。
“我們現在只知道生命的一個例子,那就是40億年前地球上的生命形式,”美國加州斯克里普斯研究所的生物化學家杰拉爾德·喬伊斯說:“也許我們還會發現木衛二上的某種生命證據,抑或是火星上的生命化石。再不然,也許我們還能制造一個生命。”
12.量子的盛裝舞會
離超遠距加密傳輸和超高速計算機更近了一步
未來正在呼喚。在防止黑客竊取消息方面,物理學家們2012年在更遠距離上實現了量子編碼壓縮信息的傳送。他們還發現了一個夢寐以求的粒子,其量子特性將來或可用以開發超高速電腦。
一提到發送信息,即便是即時通信也無法與量子態隱形傳輸相提并論。研究人員使用一對“糾纏”粒子來傳送信息,即使它們相距甚遠,也只需測量其中一個的特定屬性就可決定另一個的屬性。有關屬性的信息于是就可在瞬息之間在兩者間傳遞。
中國研究團隊在青海湖首次成功實現百公里量級(97公里)的自由空間量子隱形傳態和糾纏分發。很快,奧地利物理學家安東-澤林格領導的一支國際小組成功在加那利群島的兩個島嶼——拉帕爾瑪島和特納利夫島間實現了143公里的量子態傳輸,一舉打破中國科學家的紀錄。
科學家們下一步將在衛星和國際空間站進行永久的量子態隱形傳輸實驗。將信息送入軌道意味著傳送距離將比以往遠上3倍以上。因為在高空中存在較少的干擾分子,物理學家認為在未來幾年內實現上述目標是完全可能的。
另一個夢想則是建造一臺量子計算機,其將基于粒子的量子特性以極快的速度來運行計算。2012年,科學家們已在實現此一目標的道路上邁出了堅實一步,他們發現了一個苦苦追尋的粒子——馬約拉納費米子。
馬約拉納費米子于上世紀30年代提出,其不像其他粒子一樣擁有反物質伴子。因此,它們可在量子計算機中形成一個更穩定存儲單元的基礎,幾乎不受外界的影響。
13.北極熊迎來悲慘時世
兩項遺傳學研究擴展了北極熊的家世
北極熊這種毛茸茸的野生動物,正處于氣候變化的危險之中。現在看來,它似乎已在過去的溫暖期存活了足夠長的時間。究竟有多長雖有待觀察,但2012年發表的兩份遺傳學研究報告將該物種的起源追溯到了冰河時代。
北極熊歷史的改寫,使人們重新思考它的未來。不過,雖然北極熊在過去已安然度過了好幾個溫暖期,但也無法保證它們將逃過這最新的一劫。
在2012年的遺傳學研究報告出臺前,北極熊作為一個物種的歷史一直被認為是短的。來自挪威的北極熊顎骨和牙齒化石,可追溯到11萬年至13萬年前,這也是現存最古老的北極熊遺物化石記錄。布法羅大學的夏洛特·林克韋斯特及其同事開展的遺傳學研究表明,雌性北極熊的家世可溯回到大約15萬年前,這與棕熊的血統相一致。
法蘭克福生物多樣性和氣候研究中心的進化生物學家弗蘭克·海拉爾表示,如果北極熊作為一個物種真的進化得如此之快,這將是“快速適應的奇跡”。
但2012年,兩個獨立的研究團隊首次對北極熊細胞核中的DNA進行了詳細分析。林克韋斯特此前曾對線粒體中的DNA進行過分析,而線粒體僅能對母系進行追蹤。
海拉爾團隊的研究將棕熊與北極熊的分異往前推進到大約60萬年前,林克韋斯特的研究則將之推進到更遙遠的400萬年至500萬年前。美國科羅拉多大學波德分校的古氣候學家吉福德·米勒說,往回追溯到60萬年前意味著該物種安然度過了40萬年前的溫暖期。更早一些的研究則把北極熊投入到一個可能不會有冬季海冰的不同世界。
至于為什么他們推斷出的日期如此不同,兩個團隊提出了很多的解釋。但他們一致認為,更長的家世并不意味著,這種已被列入瀕危動物名錄的物種現在就可以高枕無憂了,因為它們專享的海冰棲息地正在不斷融化。
還有一點,現今的北極熊已不再是昔日的北極熊。北極熊的早期祖先也許根本不是專業的海冰捕食者。隨著人類造成的氣候變暖,地球可能熱得更快,比北極熊曾經歷過的溫暖期更長久。這也是北極熊第一次和數十億的人類共享這個正在變暖的星球。
14.人類的血統可能不那么“正”
DNA描繪出石器時代的雜交亂象
科學也鬧“狗血劇”。2012年的一些研究曝光了人類祖先和近親種群之間也曾過。這些新發現(莫名其妙地被街頭小報忽略了)提出了一個問題,那就是數萬年前的智人間到底發生了多少基因交換。更重要的是,這種混亂的家庭樹將現代人類在非洲進化和擴散并擊敗了尼安德特人等近親的流行觀點連根拔除。
一個國際研究團隊揭示了一份從石器時代女孩指骨化石中提取的基本完整的基因圖譜。DNA數據表明她是西伯利亞的丹尼索瓦人種,他們在數萬年前移居到東亞。研究發現,今天的巴布亞新幾內亞人繼承了丹尼索瓦人6%的基因。
因為沒有足夠的化石,研究人員無法確定這個西伯利亞女孩或其他丹尼索瓦人是否代表了一種新的智人種群。來自一個古代個體而非代表性種群樣本的DNA,是無法確定一個新物種的。
另一方面,尼安德特人被普遍認為是一個獨立的種群,即使他們也偶爾與智人雜交。最近發現的石制工具表明,尼安德特人從75000年前開始長途跋涉從歐洲轉向東亞,使他們有機會在一個廣闊的地域內與古人類雜交。對丹尼索瓦人的研究還發現,今天的東亞人與尼安德特人共享的基因要比南美人或歐洲人多。
然而,盡管知道他們共享DNA,目前還不清楚他們之間是否確實發生過雜交,或發生過多少次雜交。一些科學家說,非洲種群是人類和尼安德特人的共同祖先,其攜帶的基因成為了這兩個物種基因組的一部分。其他科學家則推測至少發生過低水平的雜交。無論是哪種情況,有證據表明,今天的歐洲人帶有2.5%的尼安德特人DNA,中國人為3%,非洲人則不到1%。
當談到這些遺傳線索意味著什么時,研究人員總是各執己見。一些人懷疑,石器時代的雜交要比這些數字表明的多,從而形成了智人的遺傳進化。其他研究人員則認為尼安德特人和丹尼索瓦人只是偶爾與智人,對人類進化沒有或很少造成影響。抑或是,尼安德特人和丹尼索瓦人都屬于智人種群的一部分,只是他們在石器時代要比現在表現出更多的遺傳多樣性。
如果在冰河世紀,歐洲和亞洲的小股智人孤零零地隱藏起來,那么這個群體可在沒有或是很少雜交的情況下共享大量的基因。在相對溫和的區域隱藏了較長時間的種群本可保留許多相同的基因,但進化成了不同的物種,如尼安德特人,也有可能是丹尼索瓦人。在天氣變暖后,這個群體的活動范圍逐漸擴大,結果在偶然之間也會發生跨物種聯姻。
這種混亂的情形多起來后,古人類可能就有了其他近親屬。在兩個中國洞穴中發現的化石表明,這里居住的未知智人種群與14300年至11500年前的人類很接近。這些古老的亞洲人看上去像是今天的人類與10萬年前的非洲智人的合體,其可能是帶有一點丹尼索瓦人血統的智人,又或是因孤立生活得太久而進化出不同外貌的純人類。
非洲或還保留著更多的人類近親。現代非洲狩獵采集者的DNA顯示出其在7萬年至3萬年前與一種未知智人種群雜交的跡象。狩獵采集者的DNA還表明,在橫跨非洲的遙遠網絡中,人類至少在10萬年前就已相互。
15.美麗的銀河或不復存在
與仙女星系的最終碰撞將撼動太陽系
2012年5月,美國巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的科學家報告說,假設地球再活40億年,它的天空中將閃爍著史詩般的宇宙碰撞所造成的發光碎片。銀河星系和離它最近的鄰居——巨大的仙女座星系將投入彼此的懷抱。如果太陽系在碰撞時能幸存下來,而且人類文明依然存在,那么我們的位置也將被重新定位。隨著碰撞進程的開始,銀河的外形也將發生巨大變化,大大改變了地球上所觀察到的夜空。
研究團隊利用哈勃太空望遠鏡對仙女座星系中的恒星運動進行測量后確定,該星系正以每小時近40萬公里的速度直奔銀河系。雖然兩個星系間仍有250萬光年的距離,但萬有引力正在將它們拉在一起。研究人員推測,鄰近的三角星座M33星系也可能會被拉入這場連環碰撞。不管怎樣,這場大合并應是一幅壯麗的景象。
雖然天文學家們認為銀河系與仙女座星系將在40億年后發生碰撞并融合,但是這里還有一個問題,即仙女座星系的橫向移動速度還是個未知數。研究人員希望借助歐空局發射的探測器來確定橫向速度值,這是判斷星系在宇宙空間中移動路徑的一個關鍵性參數,目前所確定的僅僅是通過恒星光譜多普勒效應計算出的視向速度。
16.我會走,我還喜歡爬
化石研究表明兩足行走的原始人類仍喜歡攀爬
300多萬年前,一個黑猩猩大小的動物爬上了樹,并小睡了一會兒。醒來后,它又爬下樹,用兩條腿站起來,四處覓食或尋歡。后來,它又爬上了另一棵樹。
科學家們一直在爭論,著名的人類祖先露西及其阿法南猿屬是否經常爬樹。新的化石證據表明,早期人類即使其主要活動是在地面上直立行走,但它確實仍會在樹上待上一些時間。該化石的發現對有關人樣物種取代更原始野獸的人類進化觀點提出了挑戰。相反,原始人類家族樹是一個混亂的雜色灌木叢。
華盛頓大學生物人類學家布賴恩·里奇蒙德說,人類最早祖先在解剖學和行為上具有多樣性的觀點在近一年中得到了強化。
對露西們生活習慣的深刻理解,來自一個330萬年前生活在埃塞俄比亞的阿法南猿孩童。與其他古老的原始人類、現代人類和類人猿相比,該孩童的肩胛骨經歷了與類人猿一樣的發展變化,其肩胛骨的大小和形狀都受到了幼年時期攀爬的影響。這種相似性預示著,阿法南猿至少將部分時間花在了爬樹上。
露西不是一個人在樹上。科學家在埃塞俄比亞還挖出了一個34000年前的古原始人類足部化石,與阿法南猿不同的是,其擁有像黑猩猩一樣的可抓樹的腳趾。這表明,這只腳屬于具有良好攀爬能力的不同物種。
美國波士頓大學生物人類學家杰里米·德席爾瓦說,有些物種成了更好的雙足步行者,而其他的則花更多的時間去攀爬。擁有奇特解剖學特征的是來自200萬年前南非的南猿源泉種,其具有靈巧的內彎腳掌。
原始人類多樣性的研究還不限于腳踝。一些人類學家認為,至少有兩個獨立的智人種群生活在古人類出現在非洲后的200萬年前。在肯尼亞出土的古生物化石——一個孩子的部分臉及兩個下顎骨,與同屬一個物種的其他一些早期智人化石完全不同,研究人員說,這為早期智人具有多個種類提供了最好的例證。
17.你就是睡死了還在學習
大腦即便在熄燈后仍在不停忙碌著
你可能會認為,睡眠是大腦休息的時候。但是,科學家們今年發現,在正常情況下,你沉睡的大腦其實正在上夜班。
人們在訪問睡夢之鄉的同時或會提高他們的音樂能力,學習將氣味與聲音聯系在一起,或是強化負面情緒。這些結果正將科學家們認為的沉睡大腦所能完成的任務推進到極限。
“我們想要了解的是,大腦在睡眠中到底能做多少事。”以色列魏茨曼科學研究所解剖學家阿內特·阿茲說。這一年,她的研究小組發現,處于熟睡中的大腦可將特定音調與臭魚的氣味聯系在一起。另一項研究發現,人們還可在打盹時提升現有技能。在午睡時間聽完一首歌后,志愿者們能更準確地敲擊鍵盤上的音符。
科學尚不能明確地建議一個準備參加托福考試的學生是否應該整夜地聽一盤英語磁帶,但研究結果確實表明,沉睡中的大腦能夠吸收這些信息,而且效果要比死記硬背強得多。
在一場痛苦經歷后的睡眠,或許會將負面記憶鎖定在大腦內。在關鍵的窗口期保持清醒,有助于減輕精神創傷的影響。對小鼠的研究表明,在動物打盹時將藥物注射入大腦,可減輕痛苦記憶的效果。
科學家們仍然沒弄明白,為什么人類要將生活中的很大一部分時間花在睡眠上。美國哈佛醫學院的睡眠研究人員羅伯特·斯迪克高德認為,在晚間大腦也許應該放任不管,給它時間讓它做任何需要做的事情,“睡眠也許比你還聰明”。
18.肥胖研究越來越受到重視
各種研究成果正在充實脂肪背后的故事
2012年,科學家們發現,催產素和素等激素似乎有助于防止體重增加,或至少可控制食欲。其他研究則發現,飲用蘇打水或對控制體重幫助不大,垃圾食品進入學校的影響可能被高估了,但這項成果似乎有悖常理。
肥胖研究似乎是個大雜燴,但有一點是明確的:美國超過三分之一的人已患上肥胖癥,另有三分之一的人已達超重標準。在這一代人中,肥胖已從一個醫療和社會問題轉變為一場公共衛生災難。
肥胖會引發動脈粥樣硬化、代謝問題和其他慢性疾病。美國佛蒙特大學生物化學羅素·特雷西說:“如果你想要降低這些疾病的風險,減肥是一個很好的辦法。”
肥胖不只是暴飲暴食的結果,研究人員常常會發現,不健康的生活方式會影響到人類的的神經系統。經常食用大豆和玉米油可使體內的熱量感應網絡混亂。身體會將某些植物油的成分轉化為內源性大麻素,其對食欲的刺激類似于大麻中的化合物。更重要的是,某些暴食者的大腦區域會變得異常活躍,尤其是與食欲相關的區域。
雖然這些發現有助于科學家揭示食欲的復雜性,引起肥胖的其他原因則可能更為直接。長期暴露于二手煙環境中的成年人,可能會患上糖尿病和肥胖癥,這表明禁止吸煙是比禁止垃圾食品更為迫切的事情,應該通過立法來對抗肥胖的流行。
對嬰兒使用抗生素,似乎也會在3歲前引起超重。對小鼠開展的研究也表明,這種抗生素效應可能源于腸道有益菌的改變。
甚至連你的鄰居也可能成為肥胖風險。生活在有足夠綠色空間且周邊有雜貨店的孩子,與那些沒有這些便利設施的孩子相比,肥胖的可能性會減少一半。此項新的研究結果提請人們注意“建筑環境”這個可加改善的肥胖危險因子。
當然也有好消息。減肥可使人們化解肥胖、炎癥甚至是癌癥等三方面的風險。最新數據顯示,肥胖女性僅需減去5%的體重,其炎性蛋白和細胞的數量就會下降。現代醫學已將肥胖列為需要解決的頭等大事之一。
19.“好膽固醇”其實沒那么好
高密度脂蛋白對心臟的保護作用遭到質疑
有時候,新研究會讓我們重新思考我們的既有認知。今年就有這么一個例子,膽固醇長期以來被簡單地分成“好”的和“壞”的,它們分別對應的是高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)。過去的研究認為,HDL較高的人往往更少患上心臟病。
果真是這樣嗎?一個國際研究小組對數千人的醫療數據進行了分析,其中也包含一些因遺傳變異而導致HDL水平高于平均值的患者。令人驚訝的是,研究人員發現,擁有天然的高HDL水平,對心臟并沒有附加的保護功能。
可增加HDL水平的活動,如鍛煉、減肥和戒煙等,都能在防止心臟病發作方面發揮作用,這使得很難辨別HDL本身到底提供了多少保護。2012年8月份的一項新研究結果,對HDL是否能給心臟帶來好處提出了質疑,并認為擁有高HDL也許僅是身體正常運轉的一個標志而已。
20.先鋒派的洞穴藝術
繪畫和動畫很久以前就曾結合
41000年前就已有人在歐洲洞穴的墻壁上作畫了,這要比研究人員的想法早上幾千年。這些古老繪畫的創作者還會使用卡通般的效果來畫野牛和其它動物,使它們看起來就像是在墻上移動。但是,到底是誰創作了這些繪畫仍是一個懸而未決的問題。
2012年的研究報告顯示,紅色圓盤、手工模板及其他的一些繪畫作品可能是尼安德特人那個時代的杰作。
但是,也有研究人員懷疑,這些藝術家應該是智人,而不是尼安德特人。在洞穴的墻壁上開始作畫的人大約在45000年前,比他們進入歐洲的時間要早或稍晚一些。研究人員報告說,許多洞穴壁畫是在尼安德特人滅絕后完成的,所以它們一定是人類創造的。
許多問題都是基于繪畫的年份,但對石器時代洞穴藝術無法使用精確的年代測定法。對西班牙的洞穴,研究人員利用礦床分析法估算出最低和最高年份。
無論是誰完成了這些古老的洞穴藝術品,其中一些藝術家小心地創作出了實景的錯覺。在法國的洞穴中,幾十個數字疊加在兩個或兩個以上相同的動物圖案上,這也許代表了奔跑、搖頭和擺尾。有一個洞穴中描繪的狩獵場景顯示了一群獅子,距離較遠的畫得較小一些,仿佛正在撲向逃走的野牛。
法國研究人員的實驗結果表明,古代藝術家還會把動物雕刻在圓盤上,當圓盤快速滾動時,這個動物就似乎在移動。
21.這一年的新物種
描述新物種不必只用拉丁文
2012年的科學新聞中可不能少了那只擁有金發鬃毛和天藍色屁股的猴子,當然也不能缺了首個帶有鈣結構(有點像骨頭)的細菌、世界最小的果蠅、形似豎琴的海綿、帶有折疊右爪的“洞穴掠奪者”蜘蛛,以及一種新的魚物種,其能在雄性的頷下長出長長的器。生物學家描述道,到2012年年底,在某地這一年新出現的物種就在16000種至20000種之間。
在所有這些新物種中,最出名的要數南非的一種茄屬多刺灌木。說它出名是因為它的論文信息是用英文撰寫的,這標志著對一種植物、真菌或藻類等新物種必須用拉丁文描述的要求終于被終結。
雖然新物種的學名仍是拉丁文的。但從2012年開始,植物學家既可用英文也可用拉丁文關于新物種的摘要信息。植物學家也將接受網上公布的命名。有了可選語言,對于那些想讓自己對新物種的命名千古流傳下去的科學家們來說是一個大膽的改變。
國際動物命名委員會2012年9月決定,對動物的描述將步入數字化。科學家們在描述已發現物種方面的進度是很慢的,更別說那些還正在發現的物種,上述急劇變化正在改變這一切。同時,《公共科學圖書館》2012年5月的一項研究表明,本地新生物的發現率在歐洲已在放緩,即使這個區域是生物學家精挑細選過的。
分類學家迄今已描述了約19000種生物物種(不包括細菌和古細菌)。但是,最新研究預計還有680萬種生物有待發現。以目前的速度,將其全部命名還將需要400年。如果一項更高的估計是正確的,這項工作則需花上1653年,前提條件是它們在被科學家們發現前不滅絕。
22.金星凌日
分離百多年后的兩次重逢
2012年6月,全球數百萬雙眼睛跟隨著金星緩緩掠過太陽的表面,如果不借助天文儀器,你看到的也許只是一個橙色的完美圓盤上有一個小小的黑點在移動。金星凌日在本世紀是第二次出現,第一次是在2004年。
在2004年的那次前后近6小時的金星凌日旅程中,天文學家們看到了他們一直希望看到的東西:金星上層大氣的微弱光暈清晰可見。今年的凌日事件則給了科學家們了解金星氣態云(其旋轉要比行星本身快)的機會。
哈雷阿卡拉天文臺的研究小組使用日冕觀測儀抓拍了大約6.6萬張圖片。在未來的一年里,科學家們將把哈雷阿卡拉天文臺的數據與來自宇宙飛船、地面望遠鏡和世界其他地區日冕儀的數據進行比較。哈勃太空望遠鏡也參與其中,其將收集凌日過程中月球表面的反射光,以測試對遙遠類地行星的大氣進行探測的技術。
上次金星凌日發生在1882年和1874年,當時的觀察者把精力集中在了利用三角測量計算地球與太陽的距離。再次看到金星凌日將會在105年后的2117年和2125年。
23.大腸桿菌的三步進化
歷經25年的實驗觀察到了實時的自然選擇
在歷時25年的這項進化實驗中,大腸桿菌在研究的某個時刻獲得了新能力。它們可在存在氧氣的情況下吞食一種稱為檸檬酸鹽的化學品。大腸桿菌失去此項性狀已超過1300萬年了,所以,當燒瓶中的細菌開始對這種化學品狼吞虎咽時,科學家們簡直著了迷。因為他們保存了來自燒瓶的好幾代細菌樣品,研究人員得以追蹤導致這種微生物重建吞食檸檬酸鹽能力的基因變化。
美國密歇根州立大學的扎克瑞·布朗特和理查德·倫斯基2012年報告說,他們揭示了細菌形成這一能力的三步過程。第一個階段是增強作用,此時大腸桿菌累積至少兩個突變為后續事件打好基礎。第二步是實現,細菌首先開始食用檸檬酸鹽,但只能勉強輕咬一點。最后一個階段是完善,有關的突變大大地提高了最初薄弱的功能。
長期以來,進化遺傳學家們稱,改變一個物種的外觀或代謝需要DNA中的許多遞增量變化。但化石記錄中并不包含會預期發生在此種情景中的所有中間形式,這表明重大創新可能是突然出現的。
實驗表明了這兩者是如何成真的。許多基因變化要歷經數年才得以發生,以允許細菌消耗檸檬酸鹽,但這種能力似乎又是在一夜之間出現的。有了這樣的實驗室進化實驗,“人們才真正得以一瞥進化的內部運作過程。”
24.地下水資源漸枯竭
淡水資源過度消耗帶來的風險
每個人都需要淡水,但有時候人的需要會占據上風,勝過明智的利用。人類的饑渴使蓄水層的消失要快于補充,從而帶來災難性的影響。一張標示各國“地下水足跡”的世界地圖表明,全世界的淡水資源正在被吸干,其中大部分都被用于作物灌溉。根據該項研究的估測,印度、巴基斯坦和沙特阿拉伯是最為缺水的3個國家。
淡水枯竭的可能性并不是唯一的威脅。抽取地下水,無論是用于灌溉或飲用,對全球海平面上升造成的影響可能要比科學家們預計的大得多。從地下取水意味著它最終流入大海。許多科學家推定,從地下蓄水層獲取的淡水與全球水壩的攔水量大致相當。但2012年的兩項研究得出的結論是,事實并非如此。
地下水的開采甚至可以殺死人。地質學家今年發現,從蓄水層抽水轉移了西班牙東南斷層的壓力。在2011年5月該地發生5.1級地震造成9人死亡的悲劇后,研究人員得出結論,正是因為地下水的抽干造成了地震的提前發生。
25.瑪雅人迎來新紀元
世界末日沒有來,生活仍將繼續
你現在能讀到這個故事,古代瑪雅歷法預計的世界末日肯定已離我們遠去了。
2012年早些時候,考古學家在危地馬拉一處瑪雅文明遺址發現了一塊刻有2012年終結日期的石磚。不過,和一些熱衷于末日理論的現代人不同的是,古代瑪雅人并沒有預言世界會在2012年12月21日終結。在考古學家們看來,將瑪雅碑文中的“終結日期”解讀為世界末日根本就是在牽強附會。
美國杜蘭大學馬塞洛·卡努托領導的研究小組發現并破譯了鐫刻在瑪雅遺址22級臺階上的象形文字。這些具有1300年歷史的碑文記述了兩個世紀的政治活動。“這段碑文說的是古代瑪雅人的政治歷史,而非對未來的預言。”