拯救绝症猫咪的药,也能治疗新冠吗青少年科

青少年科学周报

/8/28-9/3

亲子科学圆桌会，每周五20点不见不散！

思考题答案请见文末，也欢迎给我们私信您的看法~

1

拯救绝症猫咪的药，

也能治疗新冠吗？

养猫的同学最怕的就是心爱的小猫咪染上传染性腹膜炎了。这种致死率可达99%的疾病，是由一种被叫做FCoV的冠状病毒引起的。几年前，科学家们终于发现了一种蛋白酶抑制剂GC，它能通过抑制FCoV病毒复制时编码的主要蛋白酶Mpro，成功治疗猫咪的传染性腹膜炎。由于新冠病毒的结构与FCoV相似，而且也需要Mpro，那么这种药对于治疗新冠会不会也有效果呢？加拿大阿尔伯塔大学的研究人员作了测试，惊喜地发现，GC以及结构近似的母体药物GC，在体外细胞实验中成功阻止了新冠病毒复制，并且没有毒性。目前，一家开发猫药的兽医公司Anivive已经和团队建立合作，并向监管机构申请人体测试。期待后续！

○思考题｜在新冠药物研发过程中，为什么常常从已经上市的“老药”中寻找可能有效的药物？

2

激动！首次发现中等质量黑洞

此前，人们只探测到两类黑洞：恒星级黑洞（太阳质量的几倍至几十倍）和超大质量黑洞（太阳质量的成千上万倍甚至数十亿倍）。现在，介于两者之间、质量为太阳的倍至0倍的中等质量黑洞终于也被发现了！美国激光干涉仪引力波天文台LIGO和意大利引力波探测仪Virgo，于年5月21日共同探测到一个迄今最强大、也最遥远的引力波信号GW。天文学家们经过复杂的计算分析后认为，这个引力波信号很有可能来自于一次规模巨大的双黑洞合并事件，两个黑洞分别约为85和66倍太阳质量，合并后形成了一个约为个太阳质量的黑洞——这是史上首次探测到的中等质量黑洞。不过，根据现有理论，恒星坍缩不可能形成其中这个85倍太阳质量的黑洞，这让天文学家们既困惑又激动。那么，这个引力波信号会不会来自银河系某颗正在坍塌的恒星，或者来自宇宙早期产生的弦？但这些假说都不如双黑洞合并与现有数据更吻合。于是，科学家们提出一种推测：这两个黑洞可能分别由更小的两个黑洞合并而成。

○思考题｜现有理论为什么认为85倍太阳质量的黑洞不可能存在？

3

空气污染也会伤害蜜蜂？

空气污染不仅影响人类健康，还会影响到蜜蜂的生存。印度科学家对当地的大蜜蜂（Apisdorsata）进行了3年调查研究，发现来自严重空气污染地区的蜜蜂，身体被含有砷和铅等有毒重金属的颗粒物覆盖，有五分之四在收集后一天内死亡，死亡率几乎是生活环境更好的校园蜜蜂的两倍。它们往往心跳不规律、血细胞水平低，实验室饲养的果蝇在相同的有毒空气中暴露10天，也出现了类似的症状。这说明空气污染对蜜蜂的心脏和免疫系统造成了影响。不仅如此，空气污染还导致与免疫力和压力相关的基因表达增加，蜜蜂寿命可能会因此缩短。另外，它们造访花朵的次数只有校园蜜蜂的一半，这说明空气污染可能会降低蜜蜂成功授粉的几率。大蜜蜂是印度重要的传粉动物，数量下降会直接影响当地水果、蔬菜、坚果等产量。

○思考题｜有哪些昆虫可以传粉？

4

狡猾的菟丝子“窃听”寄主开花

菟丝子是一种寄生植物，它没有叶子和根，所有的水分和营养物质都通过吸器从寄主体内获取。另外，它还有一个神奇的生存技巧——跟寄主同步开花、繁殖传代（上图黄瓜开花时，缠绕在黄瓜茎上的菟丝子也开出了白色的小花）。如果比寄主开花晚，那它就很难从已经开花甚至结种的寄主身上获得足够的营养；如果比寄主开花早，它的种子数量没有同时开花多。因此，机智的做法是与寄主保持一致。不过，菟丝子能寄生在很多种植物身上，寄主的开花时间并不一样，它怎么知道这次寄生的植物什么时候开花呢？最近，中科院昆明植物研究所的科学家们揭开了这个谜。他们发现，菟丝子体内的FT基因已经不能发挥诱导开花的作用，因此自身没有固定的开花时间。不过，寄主体内产生的开花素可以通过吸器传递给菟丝子，这样菟丝子就能跟寄主同步开花，最大限度地利用寄主资源了。这是菟丝子特别的生存智慧。

○思考题｜普通植物开花的时间受到哪些因素影响？

5

日本“飞行汽车”试飞成功

可垂直起降的电动飞行汽车被视为下一代革命性的交通工具。最近，日本SkyDrive公司研发的电动“飞行汽车”载着一名乘客成功试飞。这款载人飞行器有四组推进器，长2.9米，宽1.3米，研究人员希望把它打造成世界上尺寸最小的飞行汽车。预计它的最高飞行速度为公里/小时，可在离地面约10米的高度飞行。不过，目前它还只能飞行5-10分钟。在这次小规模的试飞中，它只离开地面1~2米，并盘旋了4分钟。SkyDrive负责人希望这款飞行汽车可以在年前大规模落地，但目前还需要不断试验，以确保安全性。一旦成功，这种飞行汽车有望解决偏远岛屿或山区的运输问题，或者帮助灾难救援和货物运输。除了日本的SkyDrive，美国Uber、Honeywell、德国LiliumAviation、法国Safran，以及KittyHawk都在探索飞行汽车，也许在不远的将来，我们就能乘坐这种快捷环保的交通工具出行啦。

○思考题｜相比飞机和直升机，飞行汽车的优势和挑战有哪些？

本期思考题答案

01

在新冠药物研发过程中，为什么常常从已经上市的“老药”中寻找可能有效的药物？

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主要是为了节约时间和资金。一款新药从研发到上市，往往需要耗费数十年的时间和大量金钱。而已经上市的“老药”，在安全性上已经有一定保证，接下来只需要通过临床试验验证对“新病”的有效性。这款治疗猫咪的药物也是这样，因为已经有过动物实验，所以可以直接进行下一个环节，加速研发过程。

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02

现有理论为什么认为85倍太阳质量的黑洞不可能存在？

（点击空白处上下滑动查看答案）

根据现有的恒星演化理论，恒星内部由光子和气体产生的向外的力，会支撑恒星抵抗向内的引力，使恒星处于相对稳定状态（比如太阳），但当恒星的燃料燃烧殆尽时，向外的支撑力便会小于引力，导致恒星坍缩形成超新星爆炸，并最终变成中子星或黑洞。上述理论能解释质量为倍以下太阳质量的恒星如何能变为质量为65倍以下太阳质量的黑洞，但对于质量更大的恒星来说，一种名为“对不稳定性（pairinstability）”的现象将在恒星死亡时被引发，在这一过程中，星核内处于超高能状态的光子会变为“电子-反电子”对，它们产生的向外的力要小于光子产生的力，使得恒星更不稳定，更容易发生引力坍缩并产生爆炸。即便是质量更大的恒星，比如倍太阳质量，最终也会坍缩成为至少为太阳质量倍的黑洞。因此，坍缩的恒星不会产生质量在太阳质量65倍至倍之间的黑洞，这个范围称为对不稳定性空缺（pairinstabilitymassgap）。

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03

有哪些昆虫可以传粉？

（点击空白处上下滑动查看答案）

常见的传粉昆虫有：蜜蜂、蝶、蛾、蚁、甲虫等等。蜜蜂等社会性昆虫为了维持种群及哺育幼虫，需要长期利用大量的花蜜、花粉，因此它们必须辛勤地劳动，传授花粉的成功率高。据许多学者意见，甲虫是最原始的传粉昆虫，传粉作用排第三位。另外，蝶类成虫多在白天活动，喜欢泽鲜艳而香味浅淡的花朵；蛾类成虫多在夜间活动，喜欢夜间开放、颜色浅淡而香味浓郁的花朵。

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04

普通植物开花的时间受到哪些因素影响？

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大多数植物的开花会受到各种环境因素的调节，比如温度和光照，这样才能保证在合适的季节开花。叶片会感受到季节性日照长短及温度变化等环境因子，从而启动开花程序。

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05

相比飞机和直升机，飞行汽车的优势和挑战有哪些？

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相比飞机和直升机，能够垂直起降的飞行汽车可以摆脱机场和交通堵塞的麻烦，减少雇佣飞行员的成本，但项目商业化依然面临电池尺寸、空中交通管制和其他基础设施问题的挑战。

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