英国《自然》周刊网站12月11日发表题为《小行星，抗生素和蚂蚁：这一年令人惊奇的科学新闻》的文章，编译如下：

1月：小行星贝努来自于古老卤水的盐分

2023年，美国国家航空航天局的“冥王”号探测器成功将小行星贝努表面的物质带回地球。随后，科研人员对带回的样本进行了精心处理，以防任何脆弱物质在地球大气中分解。美国史密森学会自然历史国家博物馆陨石研究员蒂姆·麦科伊等人报告称，从贝努带回的样本中确实存在多种易分解的盐类物质。他们对这些物质进行的分析揭示了星子(太阳系早期充当行星构成单元的小天体)是如何失水的。通过将研究结果与地球盐湖中盐形成的地球化学模型相比对，他们得出的结论就是，贝努“母体”(即作为贝努起源的星子)的失水过程很可能是通过蒸发实现的。在冰冷星子的粉状岩石材料孔隙中截留的水含有有机和无机化合物，这些化合物可能会发生反应，形成生物分子。而孔隙中的水的蒸发或许就引发了这些反应。

2月：基因表达总能反映功能吗？

自从细胞被确认为是生命的基本单位以来，生物学家就一直在努力描述构成每个器官与生物体的细胞类型并对其分类。如今，技术的进步使人们能够从功能上(通过记录神经元的活动模式)和从分子层面(依据其所表达的基因，即转录组)对神经元进行分类，但这两种描述之间往往存在脱节。以色列理工学院助理教授茵巴尔·谢纳等人试图在斑马鱼的大脑中弥合二者的差距。他们利用单细胞核糖核酸(RNA)测序，将视顶盖的神经元分为66种“转录组类型”，然后记录顶盖神经元对相关刺激的反应。令人惊讶的是，分子层面相似的神经元，其功能反应和形态(形状)有时会有所不同。这表明，基因相同的神经元在分化过程中可能会因局部环境的限制，在功能和形态上产生差异。单细胞转录组学彻底改变了科学家对细胞的分类方式，但或许还需要单细胞蛋白质组学才能全面理解细胞的分子多样性。

3月：套索状分子：一种新型抗生素

开发抗生素以应对日益严重的抗菌素耐药性是全球医疗保健领域面临的一项重大挑战。因此，发现一种创新型的抗菌化合物确实值得大肆宣传。加拿大麦克马斯特大学微生物学家马诺杰·詹格拉等人全面阐述了lariocidin(LAR)的发现过程及初步特性。大量数据表明，它不仅对多种细菌具有广谱活性，毒性极小，而且细菌产生耐药性的可能性也很低。LAR因其分子形状被称为套索肽。对LAR的体外研究表明，相较于哺乳动物的核糖体，它对细菌核糖体的抑制作用具有更高的特异性。

4月：变形折纸：扭转时会收缩

在折纸艺术中，一张纸通过不同的折叠方式能呈现出振翅的飞鸟或跳跃的青蛙等形状。美国普林斯顿大学研究员赵拓(音)等人将折纸原理应用于材料设计，研发出一种可折叠的几何“超材料”，在经过调整后能展现出一系列机械性能、运动方式和功能特性。他们所设计的超材料中的每个圆柱形晶胞在扭转时会发生压缩，压缩时又会发生扭转。此前有报道称，不管是压缩时扭转，还是扭转时压缩，超材料的高度变化都不超过2%，但赵拓及其团队设计的超材料在顺时针和逆时针扭转时，能可逆地压缩至不到原高度的一半。研究成果为开发具有自然界中不存在的特性的材料提供了一个框架。

5月：年轻一代面临的气候风险将急剧上升

比利时布鲁塞尔自由大学研究员卢克·格兰特等人对每一代人一生中将经历极端炎热、干旱、山火、农作物歉收、河流洪水和热带气旋的人数进行了量化分析。极端事件的定义是在没有气候变化的情况下，预计每1万年才会发生一次的事件。例如，全球范围内，1960年出生的人中约16%经历过极端炎热。相比之下，对于2020年出生的人，在升温幅度为1.5摄氏度的情景下，将有52%(也即6200万人)面临极端炎热；若升温幅度为3.5摄氏度，这一数字将升至92%(也即1.1亿人)。此外，社会经济上最脆弱的群体比其他群体暴露于炎热之中的概率更大。这些研究结果令人担忧，部分原因在于社会经济和健康方面的限制可能会削弱年轻一代应对气候变化挑战的能力。

6月：借助数字遮罩修复画作

人工修复画作成本高昂且耗时费力，一旦操作不当，还可能对艺术品造成永久性损坏。美国麻省理工学院的研究员亚历克斯·卡奇金提出了一种替代方案：给画作覆盖一个可移除的数字遮罩，在视觉上修正受损区域。卡奇金将此方法应用于一幅创作于15世纪晚期、严重受损的木板油画。这幅画极为精细，但如今画面布满细密裂纹，还缺失了大小不一的色块。据估计，人工修复这幅画需要200多个小时。但相比之下，采用打印好的遮罩仅需3.5小时。这种方法可以拓宽公众接触艺术的途径，让受损画作走出库房，展现在新的观众面前。

7月：“位置”神经元可远距离识别地点

当动物处于环境中的特定位置时，大脑海马体中的位置细胞就会激活。为了成功导航，尚未抵达目标地点的动物必须首先通过从远处观察目标位置来回忆相关信息。位置细胞是如何支持海马体的这种“遥感”功能的呢？美国哥伦比亚大学研究员汉娜·佩恩和德米特里·阿罗诺夫以具有非凡空间记忆能力的黑顶山雀为研究对象，探究了这一问题。在一片四角各有一个喂食器的方形场地中，他们通过自动追踪鸟儿的头部运动来计算其注视方向，同时记录鸟儿进行视觉搜索任务时海马体的神经反应。海马体活动记录显示，一类特定的位置细胞不仅在鸟儿处于喂食器位置时会激活，当鸟儿从场地中心看向该位置时也会激活。据认为这些“遥感位置编码”神经元整合了视觉和空间处理功能。

8月：人工智能助力超黏性水下凝胶的设计

许多应用场景都需要能在潮湿环境下使用的超黏性水凝胶。比如，在外科手术中密封组织和止血的胶水，或者船舶及海上设施使用的水下胶水。然而，设计此类水凝胶颇具难度。日本北海道大学化学反应设计与发现研究所研究员廖鸿广等人分析了水下生物系统中黏附蛋白的氨基酸序列，以确定这些天然胶水的特征。随后，他们依据这一分析指导设计了180种水凝胶。他们合成了这些水凝胶，测量了它们在水下的黏合强度、流变特性以及溶胀行为。这些数据被用于训练机器学习工具，以提出进一步的设计方案。经过三轮设计，每轮表现最佳的水凝胶在水下的黏合强度都远远优于最初的180种蛋白质。例如，有一种水凝胶将一只橡皮鸭始终牢牢地粘在海边的岩石上，无论海浪的不断冲击抑或潮水的涨落。

9月：蚁后产下分属两个不同物种的雄蚁后代

蚂蚁以其复杂的社会结构而闻名，但其不同寻常的繁殖策略同样值得关注。法国蒙彼利埃大学生物学博士扬尼克·朱夫等人提供的证据表明，这种奇特现象在伊比利亚收获蚁身上达到了意想不到的程度。伊比利亚收获蚁的蚁后拥有一项非凡能力，能够产下两种雄性后代：一种属于本物种，另一种则属于截然不同的物种。伊比利亚收获蚁蚁后产下不同后代的事实对物种的标准定义提出了挑战，提醒我们要对意想不到的现象持开放态度。

10月：有争议的化石并非属于霸王龙，而是属于一个更小的对手

美国纽约州立大学斯托尼布鲁克分校古生物学家詹姆斯·赞诺和北卡罗来纳州自然科学博物馆古生物学负责人林赛·纳波利解决了一个在科学文献中激烈争论了数十年的问题。众所周知，矮暴龙之争关注的是某些相对较小的暴龙化石到底是幼年霸王龙的标本，还是一个体型更小的独立物种。认为这些标本是幼年霸王龙化石的假设使得矮暴龙这一物种的存在不成立，很快这成为了共识。然而，并非所有人都同意这一点。一小部分人明确支持矮暴龙存在的观点。赞诺和纳波利报告了对一具来自地狱溪地层近乎完整骨架的分析结果。这具骨架似乎能确凿地证明其为一只年轻的矮暴龙。

11月：弱势人群在极端降雨中面临最大风险

美国普林斯顿大学环境政策学博士研究生汤姆·贝尔帕克等人评估了极端降雨和洪水对印度孟买(世界上最大的城市之一)超额死亡人数的影响。他们发现，在季风季节，极端降雨造成的死亡人数占总死亡人数的8%以上，其中约85%的死者居住在“贫民窟”。暴雨过后几周内，五岁以下儿童的死亡人数增加了5.3%。降雨过后的几周内，死亡人数仍然居高不下，这反映出诸如疾病传播、服务中断(如医院护理)以及生活条件恶化等间接影响。此外，对2030年的预测表明，即使海平面只有小幅上升，与降雨相关的死亡人数也可能会增加7%到21%。这项研究指出，城市降雨不仅是一个基础设施方面的挑战，更是一场由不平等造成的紧迫的公共卫生危机。

12月：即使在太空中，卫星也会抢了望远镜的“风头”

过去五年来，环绕地球的卫星数量出现了前所未有的增长。从地面上看，这表现为天文图像中的明亮条纹。美国国家航空航天局艾姆斯研究中心研究员亚历杭德罗·博尔拉夫等人的模拟观测报告显示，卫星的激增也会对太空望远镜产生影响。研究人员随机选取了哈勃空间望远镜在2023年至2024年间拍摄的存档图像。根据计划发射的卫星模型，他们计算出在每张图像拍摄时有多少卫星会穿过望远镜的视野。近40%的模拟图像中至少有一条卫星轨迹。研究表明，对于今年3月发射的望远镜项目宇宙历史、再电离纪元光谱-光度计和冰层探测器(SPHEREx)以及其他望远镜项目来说，无卫星干扰的曝光也将变得罕见。鉴于人们在面对天文学家抱怨时经常回答道“把望远镜送入太空就行”，这种情况尤其具有讽刺意味。博尔拉夫及其同事给出了一个有力的新反驳：卫星也会干扰太空望远镜的观测。 （编译/涂颀）