پیشرفت‌های علمی که ۲۱ تا ۲۲ ژوئیه ۲۰۲۵ را تکان دادند؛ جمع‌بندی اخبار

راز پلاستیک گمشده اقیانوس حل شد – و اوضاع بدتر از آن چیزی است که می‌ترسیدیم (۲۱ ژوئیه ۲۰۲۵)

یک مشکل آلودگی نامرئی کشف شده است: دانشمندان سرانجام معمای «پلاستیک گمشده» در اقیانوس‌های ما را حل کردند و پاسخ، نانوپلاستیک‌ها هستند. مطالعه‌ای به رهبری مؤسسه تحقیقات دریایی سلطنتی هلند نشان داد که حدود ۲۷ میلیون تن ذرات نانوپلاستیک در اقیانوس اطلس شمالی شناور است sciencedaily.com. این ذرات که کوچکتر از یک میکرومتر هستند، از شناسایی پنهان مانده بودند و جرم آن‌ها بسیار بیشتر از زباله‌های پلاستیکی بزرگ‌تر است. آن‌ها از طریق رودخانه‌ها، هوا و تجزیه پلاستیک‌های بزرگ‌تر توسط نور خورشید وارد دریا می‌شوند و به شبکه‌های غذایی دریایی و حتی اندام‌های انسانی مانند مغز نفوذ می‌کنند sciencedaily.com sciencedaily.com. پژوهشگران هشدار می‌دهند که پاکسازی در این مقیاس غیرممکن است – پیشگیری تنها امید ماست sciencedaily.com.

«این برآورد نشان می‌دهد که پلاستیک بیشتری به شکل نانوذرات در این بخش از اقیانوس شناور است تا میکروپلاستیک یا ماکروپلاستیک‌های بزرگ‌تر در اقیانوس اطلس یا حتی تمام اقیانوس‌های جهان»، هِلگه نیمان از دانشگاه اوترخت گفت و این یافته را «مقداری شوکه‌کننده» خواند sciencedaily.com sciencedaily.com. از آنجا که نانوپلاستیک‌ها پس از پراکنده شدن قابل فیلتر شدن نیستند، تیم تحقیق خواستار اقدام جدی برای مهار آلودگی پلاستیکی بیشتر در منبع شد sciencedaily.com. کارشناسان می‌گویند این نانوذرات فراگیر می‌توانند به تمام اکوسیستم‌ها – از پلانکتون تا ماهی تا انسان – نفوذ کنند و پیامدهای بلندمدت ناشناخته‌ای برای سلامت و محیط زیست داشته باشند sciencedaily.com. این کشف هشداردهنده بر نیاز به راهبردهای جهانی برای کاهش زباله‌های پلاستیکی پیش از تجزیه شدن به شکل آلودگی حتی موذی‌تر تأکید می‌کند.

دستاوردی در ویرایش ژن می‌تواند به گونه‌ها کمک کند تا از انقراض بگریزند (۲۱ ژوئیه ۲۰۲۵)

زیست‌شناسان یک جعبه‌ابزار کاملاً جدید برای حفاظت از گونه‌ها پیشنهاد می‌کنند: یک دیدگاه منتشرشده در Nature Reviews Biodiversity شرح می‌دهد که چگونه ویرایش ژنی پیشرفته می‌تواند تنوع ژنتیکی را به حیوانات در معرض خطر بازگرداند و احتمالاً آن‌ها را از انقراض نجات دهد sciencedaily.com. یک تیم بین‌المللی به رهبری دانشگاه East Anglia پیشنهاد می‌کند که از DNA نمونه‌های موزه‌ای و گونه‌های نزدیک برای بازگرداندن ژن‌های از دست رفته به جمعیت‌های در حال مبارزه استفاده شود sciencedaily.com sciencedaily.com. این رویکرد می‌تواند ایمنی، مقاومت در برابر تغییرات اقلیمی و باروری را در گونه‌هایی که دچار سقوط جمعیتی شده‌اند (مانند کبوتر صورتی موریس)، تقویت کند؛ گونه‌هایی که اغلب با وجود افزایش جمعیت، از نظر ژنتیکی شکننده باقی می‌مانند sciencedaily.com sciencedaily.com. این ایده که از موفقیت‌های کشاورزی و حتی پروژه‌های «انقراض‌زدایی» الهام گرفته، هدفش تکمیل حفاظت سنتی (مانند حفاظت زیستگاه و برنامه‌های پرورش) با زیست‌شناسی مولکولی است.

«ما با سریع‌ترین تغییرات زیست‌محیطی در تاریخ زمین روبه‌رو هستیم و بسیاری از گونه‌ها تنوع ژنتیکی لازم برای سازگاری و بقا را از دست داده‌اند،» پروفسور Cock van Oosterhout، نویسنده همکار از UEA، گفت. «مهندسی ژن راهی برای بازگرداندن آن تنوع فراهم می‌کند، چه بازگرداندن تنوع DNA از دست رفته ژن‌های سیستم ایمنی از طریق نمونه‌های موزه‌ای باشد یا قرض گرفتن ژن‌های تحمل اقلیمی از گونه‌های نزدیک.» sciencedaily.com نویسندگان تأکید می‌کنند که این راه‌حل قطعی نیست – آزمایش‌های دقیق و نظارت اخلاقی لازم است sciencedaily.com. دکتر Beth Shapiro از Colossal Biosciences افزود که همان فناوری‌هایی که برای احیای ماموت‌ها بررسی می‌شوند می‌توانند «برای نجات گونه‌هایی که در آستانه انقراض هستند به کار گرفته شوند… این مسئولیت ماست که ریسک انقراض هزاران گونه را که امروزه با آن مواجه‌اند کاهش دهیم.» sciencedaily.com اگر این فناوری‌ها با تلاش‌های حفاظتی موجود به‌درستی ادغام شوند، زیست‌فناوری می‌تواند به حیوانات در معرض خطر شانس مبارزه در جهانی در حال تغییر بدهد.

ترفند شیمیایی کوچک، واکسن‌های mRNA را فوق‌العاده تقویت می‌کند (۲۱ ژوئیه ۲۰۲۵)

یک ترفند شیمیایی ۱۰۰ ساله داروهای mRNA را ایمن‌تر و قوی‌تر می‌کند: پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا یک تغییر هوشمندانه در نانوذرات لیپیدی – حامل‌های انتقال واکسن‌های mRNA – اعلام کردند که به طور چشمگیری عوارض جانبی التهابی را کاهش می‌دهد و در عین حال اثربخشی را افزایش می‌دهد. با استفاده از واکنش کلاسیک Mannich در شیمی لیپید، تیم تحقیقاتی گروه‌های ضدالتهابی فنول (موجود در روغن زیتون و سایر غذاهای سالم) را به ساختار نانوذرات متصل کردند. آزمایش‌های انجام‌شده روی موش‌ها نشان داد که این نانوذرات اصلاح‌شده باعث درد و تحریک ایمنی بسیار کمتری می‌شوند و در عین حال mRNA را کارآمدتر منتقل می‌کنند و پاسخ واکسن را در برابر بیماری‌هایی مانند کووید-۱۹ بهبود می‌بخشند و حتی درمان‌های ژنی و درمان‌های سرطان را نیز تقویت می‌کنند.«در واقع با تغییر دستور تهیه این لیپیدها، توانستیم آن‌ها را با عوارض جانبی کمتر، مؤثرتر کنیم. این یک برد-برد است.» دکتر مایکل جی. میچل، نویسنده ارشد این مطالعه گفت. نانوذرات غنی‌شده با فنول که “C-a16 LNPs,” نامیده می‌شوند، در آزمایش‌های حیوانی برای واکسن کووید-۱۹، پاسخ ایمنی پنج برابر قوی‌تر ایجاد کردند و موفقیت ویرایش ژن CRISPR را در مدل بیماری کبد دو برابر کردند. حامل‌های لیپیدی ارتقاءیافته همچنین هنگام استفاده برای انتقال درمان mRNA سرطان، اندازه تومورها را سه برابر کاهش دادند. این نوآوری – که از یک روش شیمیایی صد ساله الهام گرفته شده – می‌تواند به ورود نسل جدیدی از واکسن‌ها و درمان‌های mRNA کمک کند که هم قوی‌تر و هم ملایم‌تر برای بیماران هستند.

برخورد سیاه‌چاله رکوردشکن قوانین اخترفیزیک را به چالش می‌کشد (۲۱ ژوئیه ۲۰۲۵)

نظریه‌های اینشتین با یک ادغام کیهانی عظیم تحت آزمایش قرار گرفته‌اند: رصدخانه‌های LIGO–Virgo–KAGRA یک برخورد سیاه‌چاله با مقیاسی بی‌سابقه را شناسایی کردند، جایی که دو سیاه‌چاله (تقریباً ۱۰۰ و ۱۴۰ برابر جرم خورشید) در هم ادغام شدند و یک غول چرخان با حدود ۲۲۵ جرم خورشیدی را تشکیل دادند scitechdaily.com scitechdaily.com. این رویداد که با نام GW231123 ثبت شده، بزرگ‌ترین و سریع‌ترین ادغام سیاه‌چاله است که تاکنون از طریق امواج گرانشی مشاهده شده است scitechdaily.com. سیاه‌چاله نهایی با سرعتی نزدیک به حد نظری تعیین‌شده توسط نسبیت عام در حال چرخش است scitechdaily.com، که تحلیل این سیگنال را بسیار دشوار می‌کند و فیزیک آن در مرز توان مدل‌های ما قرار دارد. چنین سامانه‌ای مدل‌های استاندارد شکل‌گیری را “می‌شکند” – از نظر تئوری، ستارگان نباید سیاه‌چاله‌هایی به این بزرگی تولید کنند مگر اینکه ابتدا به سیاه‌چاله‌های کوچکتر فروپاشی کنند، که این احتمال را مطرح می‌کند که هر یک از این سیاه‌چاله‌ها خود حاصل ادغام‌های قبلی بوده‌اند scitechdaily.com scitechdaily.com.

«این پرجرم‌ترین جفت سیاه‌چاله‌ای است که تاکنون از طریق امواج گرانشی مشاهده کرده‌ایم و این موضوع چالشی جدی برای درک ما از شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها ایجاد می‌کند»، پروفسور مارک هانام از دانشگاه کاردیف، عضو همکاری علمی لایگو، گفت. «سیاه‌چاله‌هایی با این جرم طبق مدل‌های استاندارد تحول ستاره‌ای ممنوع هستند. یک احتمال این است که این دو سیاه‌چاله در این جفت، از ادغام‌های قبلی سیاه‌چاله‌های کوچک‌تر شکل گرفته باشند.» scitechdaily.com به عبارت دیگر، ممکن است شاهد یک «شجره‌نامه کیهانی» از برخورد سیاه‌چاله‌ها در نسل‌های مختلف باشیم. این کشف باعث هیجان اخترشناسان شده است: «به نظر می‌رسد سیاه‌چاله‌ها بسیار سریع می‌چرخند — نزدیک به حد مجاز طبق نظریه اینشتین»، دکتر چارلی هوی از دانشگاه پورتسموث اشاره کرد، که مرزهای ابزارهای تحلیل داده‌های ما را جابه‌جا کرد scitechdaily.com. پژوهشگران سال‌ها بر روی این سیگنال مطالعه خواهند کرد scitechdaily.com – و برخی حتی گمانه‌زنی می‌کنند که برای توضیح کامل چنین ادغام عظیم و پرسرعتی، ممکن است به فیزیک جدید و عجیب نیاز باشد scitechdaily.com. همان‌طور که یکی از دانشمندان کلتک بیان کرد، این رویداد «ظرفیت ابزارها و توانایی‌های تحلیل داده‌های ما را تا مرزهای ممکن فعلی می‌برد… و نشان می‌دهد چقدر چیزهای بیشتری برای کشف وجود دارد» در جهان امواج گرانشی scitechdaily.com.

تکنیک جدید امواج گرانشی دید بهتری از برخوردهای کیهانی ارائه می‌دهد (۲۱ ژوئیه ۲۰۲۵)

در یک پیشرفت جداگانه، دانشمندان راه بهتری برای رمزگشایی امواج در فضا-زمان ارائه کرده‌اند: تیمی از دانشگاه پورتسموث، ساوت‌همپتون و UCD روش دقیق‌تری برای تحلیل داده‌های امواج گرانشی توسعه داده‌اند که توانایی ما را برای تفسیر رویدادهای کیهانی خشونت‌آمیز مانند ادغام سیاه‌چاله‌ها افزایش می‌دهد scitechdaily.com. به طور سنتی، پژوهشگران یک سیگنال شناسایی‌شده را با بی‌شمار الگوی موج نظری (با استفاده از استنتاج بیزی) مقایسه می‌کنند، اما ترکیب نتایج چندین مدل می‌تواند دشوار باشد اگر مدل‌ها دقت متفاوتی داشته باشند scitechdaily.com. رویکرد جدید دقت هر مدل نسبت به معادلات اینشتین را در نظر می‌گیرد و مانع از آن می‌شود که مدل‌های کم‌دقت‌تر نتیجه‌گیری‌ها را منحرف کنند scitechdaily.com. این کار برآوردهای دقیق‌تری از ویژگی‌های اجرام ادغام‌شونده – مانند جرم و چرخش آن‌ها – ارائه می‌دهد و خطر گمراه شدن توسط نقص‌های شبیه‌سازی‌های ما را کاهش می‌دهد scitechdaily.com scitechdaily.com.

نویسنده اصلی، دکتر چارلی هوی، گفت این نوآوری مدت‌ها در راه بوده است. «سال‌هاست که به این فکر می‌کنم چگونه دقت مدل را در تحلیل امواج گرانشی وارد کنم و بسیار هیجان‌انگیز است که می‌بینم روش ما به واقعیت تبدیل شده است»، او اشاره کرد. با وزن‌دهی به مدل‌ها بر اساس میزان تبعیت آن‌ها از نسبیت عام، «رویکرد ما می‌تواند این عدم قطعیت را در تحلیل داده‌ها وارد کند و محدودیت‌های دقیق‌تری بر ویژگی‌های بنیادی سیاه‌چاله‌ها به دست آورد.» scitechdaily.com اگرچه این مطالعه (منتشر شده در Nature Astronomy) هیچ جرم اخترفیزیکی جدیدی را اعلام نکرد، اما زمینه‌ساز مهمی برای اکتشافات آینده است scitechdaily.com scitechdaily.com. با ادامه بهبود آشکارسازهای امواج گرانشی و شناسایی رویدادهای هرچه شدیدتر، این روش کمک خواهد کرد تا اطمینان حاصل کنیم پیام‌های کیهانی را با بیشترین دقت تفسیر می‌کنیم – و به دلیل نقاط کور مدل‌سازی، «برداشت اشتباه» از جهان نداریم. این پیشرفتی به‌موقع است، درست زمانی که سیگنال‌های رکوردشکنی مانند GW231123 در حال به چالش کشیدن مرزهای مدل‌های ما هستند.

سرنخ جدیدی در بزرگ‌ترین معمای فیزیک: چرا ماده وجود دارد؟ (۲۱ ژوئیه ۲۰۲۵)

فیزیکدانان یک گام به درک عدم تعادل بنیادی جهان نزدیک‌تر شده‌اند: ماده در کیهان به طور قابل توجهی بیشتر از پادماده است و پدیده‌ای به نام نقض CP (جایی که تقارن‌های طبیعت بین ذرات و پادذرات شکسته می‌شود) ممکن است دلیل آن را توضیح دهد. این هفته، یک تیم نظری از مؤسسه تی‌دی لی شانگهای پیش‌بینی کردند که اثرات نقض CP به طور شگفت‌انگیزی بزرگ در واپاشی باریون‌های افسون‌دار، یک دسته از ذرات زیراتمی، وجود دارد scitechdaily.com scitechdaily.com. آزمایش‌های قبلی نشانه‌هایی از نقض CP را در ذرات سبک‌تر (مانند مزون‌ها) دیده بودند، اما نه در باریون‌ها. با به‌کارگیری نظریه پیشرفته تقارن (تقارن طعم SU(3)) و مدل‌سازی برهم‌کنش‌ها پس از واپاشی ذره (فرایندی که به بازپراکندگی حالت نهایی معروف است)، پژوهشگران دریافتند که برخی واپاشی‌های باریون‌های افسون‌دار می‌توانند نامتقارنی CP را با یک مرتبه بزرگی بیشتر از حد انتظار نشان دهند scitechdaily.com scitechdaily.com – که احتمالاً حدود ۰.۱٪ است، که در فیزیک ذرات مقدار بسیار بزرگی محسوب می‌شود scitechdaily.com scitechdaily.com.

پروفسور شیاو-گانگ هه، رئیس بخش فیزیک ذرات و هسته‌ای در TDLI، اهمیت این موضوع را توضیح داد: «پژوهش درباره نقض CP در کوارک‌های چارم مسیرهای جدیدی برای اکتشافات تجربی باز می‌کند و بینش عمیق‌تری درباره سازوکارهای بنیادی عدم تقارن ماده–پادماده در جهان ارائه می‌دهد. این پژوهش فرصت‌های مهمی برای آزمون‌های بیشتر مدل استاندارد و کشف احتمالی فیزیک جدید فراهم می‌کند.» scitechdaily.com به عبارت دیگر، اگر این پیش‌بینی‌ها تأیید شوند، آزمایش‌های آینده در مراکزی مانند LHCb در سرن یا آشکارساز Belle II در ژاپن می‌توانند سرانجام نقض CP را در باریون‌های چارم مشاهده کنند scitechdaily.com. چنین کشفی ایده تفاوت‌های بسیار کوچک در رفتار ذرات در اوایل تاریخ کیهان را که تعادل را به نفع ماده بر هم زد، تقویت می‌کند – و به این پرسش پاسخ می‌دهد که چرا، برخلاف همه احتمالات، جهان ما عمدتاً از ماده تشکیل شده است. این یک پیشرفت جذاب در یکی از عمیق‌ترین پرسش‌های علمی است که به خاطر پیوند دادن نظریه و آزمایش‌های آینده مورد تحسین قرار گرفته است.

ترکیب روان‌گردان استخراج‌شده از قارچ‌ها طول عمر را در آزمایش‌های اولیه افزایش داد (۲۱ ژوئیه ۲۰۲۵)

یک کشف ضد پیری دانشمندان را با احتیاط هیجان‌زده کرده است: یک تیم از دانشگاه اموری گزارش می‌دهد که سیلوسین – متابولیت فعال ماده روانگردان سیلوسایبین – به طور قابل توجهی پیری را به تأخیر انداخت و طول عمر را افزایش داد در مدل‌های سلولی و حیوانی scitechdaily.com. در آزمایش‌های آزمایشگاهی، افزودن سیلوسین به کشت سلول‌های انسانی بقای سلول‌ها را بیش از ۵۰٪ افزایش داد و در موش‌های زنده، دوزهای کم دوره‌ای باعث شد موش‌های مسن تحت درمان حدود ۳۰٪ بیشتر از موش‌های درمان‌نشده عمر کنند scitechdaily.com scitechdaily.com. موش‌های تحت درمان نه تنها بیشتر زنده ماندند بلکه از نظر زیستی جوان‌تر به نظر می‌رسیدند: آن‌ها خز براق‌تر، ضعف کمتر و حتی مقداری رشد مجدد مو نسبت به حیوانات کنترل با همان سن بالا داشتند scitechdaily.com scitechdaily.com. پژوهشگران دریافتند که اثرات سیلوسین فراتر از مغز است – این ماده به گیرنده‌های سروتونین در سراسر بدن متصل می‌شود، استرس اکسیداتیو را کاهش می‌دهد، ترمیم DNA را بهبود می‌بخشد و کلاهک‌های محافظ کروموزوم‌ها (تلومرها) را که با افزایش سن فرسوده می‌شوند، حفظ می‌کند scitechdaily.com. این مزایای سلولی با ویژگی‌های شناخته‌شده پیری مطابقت دارد و نشان‌دهنده یک اثر سیستمیک کندکننده پیری است.

«این مطالعه شواهد پیش‌بالینی قوی ارائه می‌دهد که سیلوسایبین ممکن است به سالمندی سالم‌تر کمک کند – نه فقط طول عمر بیشتر، بلکه کیفیت زندگی بهتر در سال‌های پایانی عمر»، دکتر علی جان ضرابی، همکار تحقیق و مدیر تحقیقات روانگردان در اموری scitechdaily.com گفت. «به عنوان یک پزشک-دانشمند مراقبت‌های تسکینی، یکی از بزرگ‌ترین نگرانی‌های من طولانی کردن عمر به بهای کرامت و عملکرد است. اما این موش‌های [درمان‌شده] فقط مدت بیشتری زنده نماندند — بلکه سالمندی بهتری را تجربه کردند.» scitechdaily.com یافته‌ها که در NPJ Aging منتشر شده‌اند، یک نکته مهم دارند: آنچه در موش‌ها مؤثر است، ممکن است بدون آزمایش‌های بالینی دقیق به انسان‌ها قابل تعمیم نباشد. با این حال، این واقعیت که حتی درمان‌های اواخر عمر در موش‌ها سودمند بود، امیدبخش است scitechdaily.com scitechdaily.com. با توجه به اینکه امید به زندگی انسان در ایالات متحده نسبت به سایر کشورها عقب مانده است، پژوهشگران پتانسیل بررسی سیلوسایبین (که هم‌اکنون در کارآزمایی‌های فاز II/III برای افسردگی است) را برای خواص ضدپیری آن نیز می‌بینند scitechdaily.com scitechdaily.com. این ایده که ترکیبی از «قارچ‌های جادویی» روزی می‌تواند بخشی از درمان ضدپیری باشد، تحریک‌آمیز است – و به مطالعات بسیار بیشتری نیاز دارد – اما افق جدیدی را در علم طول عمر می‌گشاید که کمتر کسی انتظارش را داشت.

زمین سریع‌تر می‌چرخد و امروز را به یکی از کوتاه‌ترین روزهای ثبت‌شده تبدیل کرده است (۲۲ ژوئیه ۲۰۲۵)

پلک بزنید و آن را از دست خواهید داد: ۲۲ ژوئیه ۲۰۲۵، به میزان ۱.۳۴ میلی‌ثانیه کوتاه‌تر از ۲۴ ساعت استاندارد اندازه‌گیری شد space.com space.com، که آن را به دومین روز کوتاه از زمان آغاز ثبت‌های دقیق ساعت اتمی در سال ۱۹۷۳ تبدیل می‌کند. این چیزی نیست که شما احساس کنید، اما بخشی از یک روند معماگونه است – در سال‌های اخیر، زمین بارها رکورد سرعت چرخش خود را شکسته است. (در واقع، ۱۰ ژوئیه ۲۰۲۵ کمی از ۲۲ ژوئیه پیشی گرفت و کوتاه‌ترین روز سال با ۱.۳۶ میلی‌ثانیه کمتر از ۲۴ ساعت شد space.com.) معمولاً چرخش زمین در طول هزاران سال کندتر می‌شود (به لطف کشش جزر و مدی ماه)، بنابراین دانشمندان از این افزایش موقت سرعت شگفت‌زده شده‌اند. اگر این الگو ادامه یابد، کارشناسان پیشنهاد می‌کنند که حتی ممکن است نیاز باشد تا سال ۲۰۲۹ یک «ثانیه پرش منفی» معرفی کنیم – اساساً یک ثانیه از ساعت‌های رسمی حذف شود – که این برای اولین بار در تاریخ زمان‌سنجی خواهد بود space.com.دانشمندان سیاره‌ای هنوز در حال بررسی این هستند که چرا چرخش زمین در چند سال اخیر شتاب گرفته است. تحقیقات اخیر به عوامل احتمالی مانند هسته سیاره و اقلیم اشاره می‌کند: ذوب شدن کلاهک‌های یخی و جابجایی توده‌ها ممکن است کمی بر چرخش تأثیر بگذارد space.com، و یکی از فرضیه‌ها تغییرات در جریان هسته مذاب زمین را عامل انتقال تکانه به گوشته می‌داند space.com. اما هیچ چیز تأیید نشده است. «علت این شتاب توضیح داده نشده است،» لئونید زوتوف، متخصص چرخش زمین در دانشگاه دولتی مسکو اذعان کرد. «بیشتر دانشمندان معتقدند که این موضوع مربوط به داخل زمین است. مدل‌های اقیانوسی و جوی این شتاب عظیم را توضیح نمی‌دهند.» space.com زوتوف پیش‌بینی می‌کند که چرخش ممکن است به زودی دوباره کند شود، به این معنی که این می‌تواند یک ناهنجاری کوتاه‌مدت باشد space.com. در این میان، روز کمی کوتاه‌تر امروز یادآور جالبی است که رفتار سیاره ما هنوز هم می‌تواند ما را شگفت‌زده کند – حتی در قرن بیست و یکم، با اندازه‌گیری‌های فوق‌العاده دقیق که مراقب هستند space.com.

خداحافظ، پلاستیک؟ باکتری‌ها «ابرماده‌ای» قوی‌تر از فولاد تولید می‌کنند (۲۲ ژوئیه ۲۰۲۵)

مهندسان ماده‌ای زیستی تولید کرده‌اند که می‌تواند رقیب پلاستیک و فلز باشد – بدون عذاب وجدان زیست‌محیطی: در همکاری بین دانشگاه رایس و دانشگاه هیوستون، دانشمندان با هدایت باکتری‌ها، الیاف نانوسلولزی با ترازبندی بالا تولید کردند و یک بایونانوکامپوزیت با استحکام آلیاژ آلومینیوم و در عین حال انعطاف‌پذیری و سبکی پلاستیک ساختند sciencedaily.com. با چرخاندن کشت‌های Komagataeibacter rhaeticus در یک بیوراکتور سفارشی، تیم پژوهشی میکروب‌ها را وادار کرد تا الیاف سلولزی را در یک جهت قرار دهند، نه به صورت شبکه تصادفی که معمولاً تشکیل می‌دهند sciencedaily.com sciencedaily.com. فیلم‌های به‌دست‌آمده به استحکام کششی حدود ۴۰۰ تا ۵۵۰ مگاپاسکال (قابل مقایسه با برخی فلزات یا شیشه) دست یافتند اما همچنان نازک، شفاف و زیست‌تخریب‌پذیر باقی ماندند sciencedaily.com. پژوهشگران همچنین ماتریس در حال رشد را با نانولایه‌های نیترید بور آغشته کردند که سه برابر رسانایی حرارتی معمول سلولز را به آن بخشید و راه را برای کاربردهای الکترونیکی که نیاز به دفع حرارت دارند باز کرد sciencedaily.com.

نویسنده همکار اول M.A.S.R. Saadi این فرایند را به آموزش یک «دسته باکتری منضبط» تشبیه کرد، نه اینکه اجازه دهیم آزادانه حرکت کنند sciencedaily.com. با کنترل جریان سیال در راکتور، «ما به [باکتری‌ها] دستور می‌دهیم در جهت خاصی حرکت کنند و در نتیجه تولید سلولز آن‌ها را به طور دقیق هم‌راستا می‌کنیم»، او گفت sciencedaily.com. نتیجه، یک «نانومرکب» است که می‌تواند با افزودنی‌های مختلف برای کاربردهای گوناگون سفارشی‌سازی شود sciencedaily.com. «این کار نمونه‌ای عالی از پژوهش میان‌رشته‌ای در تقاطع علم مواد، زیست‌شناسی و نانومهندسی است»، دکتر محمد رحمان، سرپرست پروژه در UH/Rice افزود. «ما تصور می‌کنیم این ورقه‌های سلولز باکتریایی قوی، چندکاره و دوستدار محیط زیست فراگیر شوند، جایگزین پلاستیک در صنایع مختلف گردند و به کاهش آسیب‌های زیست‌محیطی کمک کنند.» sciencedaily.com از آنجا که این ماده از یکی از فراوان‌ترین بیوپلیمرهای زمین (سلولز) ساخته شده و به نفت نیاز ندارد، در صورت تولید در مقیاس وسیع می‌تواند به طور چشمگیری آلودگی را کاهش دهد. از بسته‌بندی و منسوجات سبز تا الکترونیک آلی و حتی اجزای ذخیره‌سازی انرژی، تیم پژوهشی دامنه وسیعی از کاربردها را برای ابرماده زیستی خود می‌بیند sciencedaily.com. هنوز در مراحل اولیه است، اما این رویکرد نوید آن را می‌دهد که روزی واقعاً بتوانیم بگوییم «خداحافظ پلاستیک» و دلتنگش نشویم.

ماهی گورخری سلول‌های گوش داخلی خود را بازسازی می‌کند و امیدی برای درمان کم‌شنوایی ایجاد می‌کند (۲۲ ژوئیه ۲۰۲۵)

آیا تا به حال آرزو کرده‌اید که انسان‌ها بتوانند شنوایی از دست رفته را دوباره به دست آورند؟ مشخص شده که ماهی گورخر می‌تواند – و دانشمندان به‌تازگی رمز این فرآیند را کشف کرده‌اند: پژوهشگران مؤسسه تحقیقات پزشکی استاورز دو ژن کلیدی را شناسایی کرده‌اند که به ماهی گورخر اجازه می‌دهد سلول‌های مویی حسی گوش داخلی خود را که برای شنوایی و تعادل حیاتی هستند، بازسازی کند scitechdaily.com. در انسان و سایر پستانداران، این سلول‌های مویی ظریف پس از آسیب دیدن دوباره رشد نمی‌کنند – که منجر به از دست دادن دائمی شنوایی یا مشکلات تعادلی می‌شود. اما ماهی گورخر (و برخی حیوانات دیگر مانند پرندگان و دوزیستان) می‌تواند به طور معمول این سلول‌ها را جایگزین کند. مطالعه جدید نشان داد که در ماهی گورخر، یک ژن در یک گروه خاص از سلول‌های پشتیبان، ذخیره‌ای از سلول‌های بنیادی را حفظ می‌کند، در حالی که ژنی دیگر در نوع متفاوتی از سلول‌های پشتیبان باعث می‌شود این سلول‌های بنیادی تکثیر شده و به سلول‌های مویی جدید تبدیل شوند scitechdaily.com scitechdaily.com. در اصل، این ماهی‌ها یک سازوکار دوگانه دارند: یکی “جایگزین‌ها” را در حالت آماده‌باش نگه می‌دارد و دیگری فرآیند جایگزینی را هنگام نیاز فعال می‌کند. این کشف که در Nature Communications منتشر شده است، هیجان‌انگیز است زیرا هدفی برای پژوهشگران جهت بررسی در پستانداران فراهم می‌کند. دکتر تاتیانا پیوتروفسکی، یکی از نویسندگان این مطالعه، اشاره کرد: «پستاندارانی مانند ما نمی‌توانند سلول‌های مویی را در گوش داخلی بازسازی کنند.» با افزایش سن یا قرار گرفتن در معرض صدای بلند، این سلول‌ها و در نتیجه توانایی شنوایی خود را از دست می‌دهیم scitechdaily.com. در مقابل، ماهی گورخر هرگز سلول‌های مورد نیاز برای حفظ شنوایی را از دست نمی‌دهد. تیم تحقیقاتی با استفاده از توالی‌یابی ژنتیکی، دو ژن سیکلین D خاص را شناسایی کرد که هر یک جمعیت متفاوتی از سلول‌های پشتیبان را در گوش ماهی (اندام‌هایی به نام نورومست) کنترل می‌کنند scitechdaily.com scitechdaily.com. زمانی که دانشمندان یکی از این ژن‌ها را حذف کردند، فقط یک گروه از سلول‌ها تقسیم شدن را متوقف کردند – به این معنا که هر ژن به طور مستقل یک مسیر بازسازی را کنترل می‌کند scitechdaily.com. دکتر پیوتروفسکی توضیح داد: «این یافته نشان می‌دهد که گروه‌های مختلف سلول در یک اندام می‌توانند به طور جداگانه کنترل شوند»، «که ممکن است به دانشمندان در درک رشد سلولی در بافت‌های دیگر» و نحوه تحریک آن کمک کند scitechdaily.com. امید نهایی این است که با مطالعه این سازوکارها، بتوانیم یاد بگیریم چگونه «کلید را بزنیم» در گوش انسان – و راهی برای واداشتن سلول‌های پشتیبان یا سلول‌های بنیادی غیرفعال خودمان به بازسازی سلول‌های مویی و بازگرداندن شنوایی پیدا کنیم. راهی طولانی در پیش است، اما این بینش ژنتیکی گامی بزرگ به سوی درمان‌هایی است که روزی می‌توانند برخی انواع ناشنوایی را معکوس کنند.

هوش مصنوعی ۸۶,۰۰۰ زمین‌لرزه پنهان زیر ابرآتشفشان یلوستون را شناسایی کرد (۲۲ ژوئیه ۲۰۲۵)

پارک یلواستون حالا حتی بی‌قرارتر شده است – به لطف هوش مصنوعی: یک مطالعه جدید به رهبری دانشگاه وسترن (کانادا) با استفاده از یادگیری ماشین، ۱۵ سال داده لرزه‌ای پارک ملی یلواستون را بررسی کرد و بیش از ۸۶,۰۰۰ زمین‌لرزه که قبلاً شناسایی نشده بودند را زیر کالدرا کشف کرد scitechdaily.com scitechdaily.com. این تعداد حدود ۱۰ برابر بیشتر از زمین‌لرزه‌هایی است که در فهرست رسمی زمین‌لرزه‌ها برای سال‌های ۲۰۰۸ تا ۲۰۲۲ ثبت شده بود. بیشتر این زمین‌لرزه‌ها بسیار کوچک بودند (بسیاری آنقدر ضعیف که انسان‌ها متوجه آن نمی‌شوند)، اما در مجموع تصویری بسیار واضح‌تر از ناپایداری زیرزمینی یلواستون ارائه می‌دهند scitechdaily.com scitechdaily.com. الگوریتم هوش مصنوعی تعداد زیادی دسته زمین‌لرزه را شناسایی کرد – خوشه‌هایی از زمین‌لرزه‌های کم‌قدرت که در گسل‌های “نابالغ” زیرسطحی آتشفشانی رخ می‌دهند scitechdaily.com scitechdaily.com. این دسته‌ها که اغلب به دلیل جابجایی ماگما یا سیالات هیدروترمال ایجاد می‌شوند، می‌توانند بدون یک شوک بزرگ رخ دهند، برخلاف توالی معمولی شوک اصلی-پس‌لرزه scitechdaily.com. یافته‌ها که در Science Advances منتشر شده‌اند، نشان می‌دهد که سیستم ماگمایی یلواستون حتی پویاتر و پیچیده‌تر از آن چیزی است که قبلاً تصور می‌شد، هرچند هیچ نشانه‌ای از فوران قریب‌الوقوع وجود ندارد. در عوض، این فهرست دقیق زمین‌لرزه‌ها به آتشفشان‌شناسان کمک می‌کند تا تغییرات ظریف را رصد کنند و شرایطی را که ممکن است پیش از فعالیت آتشفشانی آینده رخ دهد، بهتر درک کنند scitechdaily.com scitechdaily.com.

«با درک الگوهای لرزه‌خیزی، مانند دسته‌های زلزله، می‌توانیم اقدامات ایمنی را بهبود بخشیم، اطلاعات بهتری درباره خطرات احتمالی به عموم ارائه دهیم و حتی توسعه انرژی زمین‌گرمایی را در مناطقی با جریان حرارتی امیدوارکننده از مناطق خطرناک دور کنیم»، پروفسور بینگ لی، نویسنده اصلی این مطالعه و کارشناس زلزله‌های ناشی از سیالات، گفت scitechdaily.com. رویکرد هوش مصنوعی عملکردی بسیار بهتر از شناسایی دستی زلزله‌ها داشت – «اگر مجبور بودیم به روش قدیمی و با کلیک دستی روی تمام این داده‌ها کار کنیم… این کار مقیاس‌پذیر نیست»، لی خاطرنشان کرد و به چالش داده‌های عظیمی اشاره کرد که هوش مصنوعی به طور منحصر به فردی قادر به حل آن است scitechdaily.com. اکنون با در دسترس بودن یک «فهرست بسیار قوی‌تر» از زلزله‌های یلوستون، دانشمندان می‌توانند مدل‌های آماری جدیدی را برای بررسی اینکه چگونه یک ریززلزله ممکن است دیگری را تحریک کند و برای شناسایی الگوهای جدید دسته‌ای که قبلاً قابل مشاهده نبودند، به کار گیرند scitechdaily.com. پیامدها فراتر از یلوستون است: این پروژه نشان می‌دهد که یادگیری ماشین چگونه می‌تواند در لرزه‌شناسی تحول‌آفرین باشد و به ما اجازه می‌دهد داده‌های خام را از سایر مناطق فعال آتشفشانی یا تکتونیکی بازبینی کنیم و رویدادهای پنهان را کشف کنیم. در نهایت، درک عمیق‌تر رفتار دسته‌ای می‌تواند پیش‌بینی فوران و آمادگی در برابر خطرات را در مناطق آتشفشانی سراسر جهان بهبود بخشد scitechdaily.com scitechdaily.com.

پایش اقلیم: قوی‌ترین طوفان‌ها حتی قوی‌تر می‌شوند (۲۱ ژوئیه ۲۰۲۵)

دو مطالعه جدید که این هفته منتشر شده‌اند هشدار می‌دهند که برخی از مخرب‌ترین سامانه‌های آب‌وهوایی با گرم شدن سیاره در حال شدت گرفتن هستند: یک تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه پنسیلوانیا دریافت که بدترین طوفان‌های زمستانی نورایستر که شمال‌شرقی ایالات متحده را درگیر می‌کنند، از اواسط قرن بیستم حدود ۵٪ قدرتمندتر (بادخیزتر و مرطوب‌تر) شده‌اند که این به معنای حدود ۱۷٪ پتانسیل تخریب بیشتر به دلیل سرعت بالاتر باد است eos.org eos.org. همزمان، مطالعه‌ای جداگانه ارتباط بین کاهش یخ دریای قطب شمال و کولاک‌های شدید زمستانی در شمال‌شرقی ایالات متحده را تقویت می‌کند و نشان می‌دهد که با گرم شدن قطب شمال و عقب‌نشینی یخ، این پدیده می‌تواند جریان جت قطبی را بی‌ثبات کند و طوفان‌های برفی شدیدتری را در جنوب‌تر ایجاد کند eos.org eos.org. این یافته‌ها که در PNAS و سایر نشریات منتشر شده‌اند، نشان می‌دهند که جوامع از واشنگتن دی‌سی تا بوستون ممکن است در آینده با سیلاب‌های ساحلی و رویدادهای برف سنگین حتی شدیدتری روبرو شوند، حتی اگر تعداد متوسط طوفان‌ها افزایش نیابد eos.org eos.org.

اقلیم‌شناس مایکل مان (یکی از نویسندگان همکار مطالعه نورایستر) اشاره کرد که گرم‌تر شدن آب‌های اقیانوس و مرطوب‌تر شدن جو مانند افزودن سوخت اضافی به این غول‌های زمستانی است eos.org. «قوی‌ترین نورایسترها هم‌اکنون به طور قابل توجهی بادخیزتر و بارانی‌تر از اواسط قرن بیستم هستند» مان گفت، و احتمالاً توسط افزایش دمای اقیانوس و ظرفیت رطوبتی بیشتر جو گرم‌تر تغذیه شده‌اند eos.org. پژوهشگران ۹۰۰ نورایستر را از سال ۱۹۴۰ ردیابی کردند و دریافتند که فقط شدیدترین آن‌ها این افزایش قابل توجه را نشان می‌دهند – جزئیاتی مهم، چرا که این طوفان‌ها هستند که خسارت‌های بسیار زیادی وارد می‌کنند (برای مثال، طوفان بدنام «چهارشنبه خاکستر» در سال ۱۹۶۲ میلیاردها دلار خسارت به ارزش امروزی وارد کرد) eos.org eos.org. در همین حال، مطالعه ارتباط قطب شمال نشان داد که نورایسترهای زمستانی و طوفان‌های بادی اروپا می‌توانند تحت تأثیر کاهش یخ دریای قطب شمال قرار گیرند، که احتمالاً مسیر طوفان‌ها را تغییر داده و مناطق جدیدی را در معرض خطر قرار می‌دهد eos.org eos.org. خلاصه اینکه، توفان‌های کمتر به طور کلی ممکن است نتیجه بلندمدت تغییرات اقلیمی در برخی مناطق باشد، اما سنگین‌ترین طوفان‌ها شدیدتر می‌کوبند، روندی که برای زیرساخت‌ها و برنامه‌ریزی اضطراری هشداردهنده است. کارشناسان اقلیمی بر نیاز به بهبود دفاع در برابر طوفان و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای برای مهار این افراط‌های رو به افزایش تأکید می‌کنند eos.org eos.org.

ناسا مأموریت TRACERS را برای بررسی سپر مغناطیسی زمین پرتاب می‌کند (۲۲ ژوئیه ۲۰۲۵)

پرتاب به سوی مطالعه آب‌وهوای فضایی: ناسا ماموریت TRACERS خود را در ۲۲ ژوئیه از پایگاه نیروی فضایی وندنبرگ، کالیفرنیا، با موشک فالکون ۹ اسپیس‌ایکس با موفقیت پرتاب کرد space.com space.com. TRACERS (مخفف Tandem Reconnection and Cusp Electrodynamics Reconnaissance Satellites) شامل دو ماهواره کوچک دوقلو است که در ارتفاع حدود ۳۶۷ مایلی بالای زمین به مدار خواهند رفت تا بررسی کنند که چگونه جریان مداوم ذرات باردار خورشید – یعنی باد خورشیدی – با مگنتوسفر زمین تعامل می‌کند space.com space.com. به طور خاص، این ماموریت بر رویدادهای اتصال مجدد مغناطیسی تمرکز دارد، جایی که خطوط میدان مغناطیسی زمین تحت فشار طوفان‌های خورشیدی شکسته و دوباره تنظیم می‌شوند و انرژی و ذرات را به جو بالایی هدایت می‌کنند space.com. این فرآیندها می‌توانند شفق‌های قطبی درخشان ایجاد کنند اما همچنین در طول طوفان‌های ژئومغناطیسی شدید، GPS و شبکه‌های برق را مختل کنند. با پرواز دو فضاپیما به صورت آرایش‌یافته از میان منطقه کاسپ مغناطیسی شمالی زمین، TRACERS مشاهدات با وضوح بالا از سرعت و محل وقوع اتصال مجدد را فراهم می‌کند، چیزی که یک ماهواره به تنهایی قادر به انجام آن نیست space.com space.com.

این مأموریت که توسط دانشگاه آیووا رهبری می‌شود، بخشی از تابستان شلوغ تحقیقات هلیوفیزیک است. این مأموریت همزمان با سه محموله علمی دیگر ناسا پرتاب شد: یک ماهواره کوچک به نام Athena برای آزمایش روش‌های سریع‌تر استقرار ابزارهای مشاهده زمین، آزمایش PExT برای نشان دادن اینکه چگونه ماهواره‌ها می‌توانند به طور یکپارچه بین شبکه‌های ارتباطی مختلف جابجا شوند، و یک CubeSat که بررسی می‌کند چگونه الکترون‌های پرانرژی از کمربندهای تابشی ون آلن خارج می‌شوند space.com space.com. خود TRACERS با هدف بهبود توانایی ما در پیش‌بینی آب و هوای فضایی انجام می‌شود، که با توجه به وابستگی روزافزون جامعه به فناوری ماهواره‌ای اهمیت بیشتری یافته است. دانشمندان ناسا پیش از پرتاب هشدار دادند: «ما نمی‌دانیم در بدترین سناریوهای طوفان خورشیدی، اوضاع چقدر می‌تواند بد شود» space.com – که نشان می‌دهد چرا مأموریت‌هایی مانند TRACERS که به دنبال دانش بنیادی درباره تعاملات خورشید و زمین هستند، حیاتی‌اند. دو ماهواره TRACERS اکنون در مدار قرار دارند و به زودی عملیات علمی خود را آغاز خواهند کرد، «مشاهده خطوط میدان مغناطیسی که هنگام برخورد طوفان‌های خورشیدی قطع و دوباره متصل می‌شوند»، به گفته مقامات ناسا space.com space.com. داده‌هایی که آن‌ها ارسال می‌کنند به پژوهشگران و پیش‌بینی‌کنندگان کمک خواهد کرد تا زیرساخت‌های مدرن ما را بهتر در برابر دمدمی‌مزاجی‌های خورشید محافظت کنند.

دانشمندان یک «کد مخفی» در DNA انسان کشف کردند (۲۱ ژوئیه ۲۰۲۵)

DNA زائد؟ دوباره فکر کنید: یک مطالعه جدید نشان داده است که توالی‌های DNA ویروسی باستانی در ژنوم ما – که زمانی به عنوان «زائد» و بی‌فایده کنار گذاشته شده بودند – در واقع به عنوان کلیدهای ژنی عمل می‌کنند که در رشد اولیه انسان حیاتی هستند sciencedaily.com. یک تیم بین‌المللی از ASHBi/دانشگاه کیوتو ژاپن و همکارانی از چین، کانادا و ایالات متحده بر روی خانواده‌ای از عناصر تکراری به نام MER11، که از رتروویروس‌هایی منشأ گرفته‌اند که میلیون‌ها سال پیش وارد ژنوم اجداد ما شده‌اند، تمرکز کردند sciencedaily.com. با استفاده از روشی نوین برای طبقه‌بندی این توالی‌های تقریباً یکسان به زیرخانواده‌ها، پژوهشگران نشان دادند که یک زیرگروه، MER11_G4 (از نظر تکاملی «جدیدترین»)، به شدت غنی از موتیف‌های تنظیمی است و می‌تواند به طور چشمگیری فعالیت ژن‌های مجاور را در سلول‌های بنیادی انسانی افزایش دهد sciencedaily.com sciencedaily.com. در واقع، زمانی که هزاران عنصر MER11 در کشت سلولی آزمایش شدند، بسیاری مانند تقویت‌کننده‌ها عمل کردند – کلیدهای DNA که ژن‌ها را روشن و خاموش می‌کنند – و به ویژه بر ژن‌های دخیل در رشد جنینی و رشد عصبی تأثیر گذاشتند sciencedaily.com sciencedaily.com.این کشف به افزایش شناختی می‌افزاید که ۴۵٪ از ژنوم ما که از عناصر قابل انتقال (درج‌های ویروسی باستانی و تکرارها) تشکیل شده، زباله بی‌اثر نیست، بلکه لایه‌ای مهم از تنظیم ژنتیکی است. نویسنده همکار، دکتر فومیتاکا اینوئه اظهار داشت که اگرچه ژنوم انسان دهه‌ها پیش به طور کامل توالی‌یابی شده است، «عملکرد بسیاری از بخش‌های آن همچنان ناشناخته باقی مانده است» sciencedaily.com. مطالعاتی مانند این نشان می‌دهند که عناصر قابل انتقال «نقش‌های مهمی در تکامل ژنوم ایفا می‌کنند» و اهمیت آن‌ها با پیشرفت تحقیقات روشن‌تر می‌شود sciencedaily.com. با ردیابی تاریخچه تکاملی MER11 و اندازه‌گیری مستقیم تأثیر آن بر بیان ژن، تیم تحقیق مدلی ارائه داد که چگونه به اصطلاح «DNA زباله» می‌تواند توسط سلول‌های ما برای انجام عملکردهای جدید به کار گرفته شود sciencedaily.com sciencedaily.com. این بقایای ویروسی ممکن است در ابتدا انگل‌های ژنومی بوده باشند، اما طی میلیون‌ها سال دوباره مورد استفاده قرار گرفته‌اند – و به کلیدهایی تبدیل شده‌اند که به کنترل زمان و مکان فعال شدن ژن‌های انسانی کمک می‌کنند. این یافته‌ها که در Science Advances منتشر شده‌اند، می‌توانند پیامدهایی برای درک اختلالات رشدی و بیماری‌ها داشته باشند اگر این عناصر ویروسی دچار اختلال شوند. این یادآور آن است که DNA ما پژواک‌هایی از ویروس‌های باستانی را در خود دارد که اکنون بخش جدایی‌ناپذیری از آنچه ما را انسان می‌کند هستند – یک رمز مخفی ژنتیکی که در معرض دید همگان پنهان شده است.

منابع: ScienceDaily، SciTechDaily، Space.com، Eos/AGU، Phys.org، Reuters، NASA.gov، و اطلاعیه‌های مطبوعاتی ژورنال‌ها sciencedaily.com sciencedaily.com sciencedaily.com sciencedaily.com sciencedaily.com sciencedaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com space.com space.com sciencedaily.com <a hsciencedaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com eos.org space.com space.com sciencedaily.com sciencedaily.com