海洋游牧民幫助我們了解自然選擇的秘密

巴瑤族(Bajau)是東南亞的一個(gè)民族，生活在菲律賓、馬來(lái)西亞和印度尼西亞之間海域。多數(shù)人潛海捕魚(yú)為生，常被稱(chēng)為“海上吉普賽人”，被認(rèn)為是最后一支海洋游牧民族。5萬(wàn)年前，人類(lèi)離開(kāi)非洲，遇到了需要重新適應(yīng)的新生存環(huán)境。適應(yīng)主要包括：建造庇護(hù)所，生火，決定吃什么，經(jīng)驗(yàn)代代相傳。但與此同時(shí)，自然選擇也選擇了有利的基因突變。

如今，由于基因組測(cè)序成本低廉，尋找驅(qū)動(dòng)適應(yīng)的基因變化已經(jīng)變得越來(lái)越容易，今年對(duì)巴瑤族的一項(xiàng)研究提供了一個(gè)很好的例子。超聲波掃描顯示脾臟會(huì)擴(kuò)張--這個(gè)被忽視的器官的反射收縮有助于在潛水過(guò)程中將含氧紅細(xì)胞泵入血液循環(huán)。對(duì)巴夭人的基因組進(jìn)行測(cè)序，并將其與其非潛水鄰居的基因組進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些基因顯示了自然選擇的特征，其中一種基因與脾臟大小特別相關(guān)。了解潛水反應(yīng)可能在急性缺氧中具有醫(yī)學(xué)應(yīng)用，急性缺氧是A&E中的常見(jiàn)殺手。

世界終于采取行動(dòng)抑制塑料

在今年關(guān)于塑料垃圾的席卷而來(lái)的壞消息中，有一個(gè)小小的好消息。今年4月，負(fù)責(zé)英國(guó)80%以上塑料包裝的公司達(dá)成協(xié)議，到2025年，將生產(chǎn)所有100%可回收、可重復(fù)使用或可堆肥塑料包裝。這項(xiàng)被稱(chēng)為“英國(guó)塑料協(xié)定”(UK plastic Pact)的承諾意義重大，因?yàn)樗烧鲗?dǎo)的，而是由企業(yè)和組織組成的財(cái)團(tuán)提出的，這些企業(yè)和組織包括超市、咖啡連鎖店、品牌商、制造商、廢物處理公司和地方當(dāng)局。這些組織聯(lián)合起來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，主要是因?yàn)樗麄兂惺苤薮蟮墓妷毫?。他們提議創(chuàng)造塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)，改變公司設(shè)計(jì)和使用塑料的方式。這對(duì)英國(guó)的環(huán)境來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的勝利，但它也將產(chǎn)生全球影響，因?yàn)閰⑴c其中的許多公司——如可口可樂(lè)(Coca-Cola)、聯(lián)合利華(Unilever)和寶潔(Procter & Gamble)——都是跨國(guó)公司，產(chǎn)品銷(xiāo)往全球各地。一旦英國(guó)創(chuàng)造了一種無(wú)污染的塑料包裝循環(huán)經(jīng)濟(jì)，這些公司在世界其他地區(qū)推廣的可能性就會(huì)很高。雖然取得這一勝利還任重道遠(yuǎn)，但當(dāng)我們的后代回首20世紀(jì)的環(huán)境災(zāi)難時(shí)，他們會(huì)看到2018年是塑料污染開(kāi)始下降的一年。

公海自由捕撈的新防衛(wèi)者

很少會(huì)有人想到公海。在遙遠(yuǎn)的地平線之外，公海在國(guó)際法上指各國(guó)內(nèi)水、領(lǐng)海、群島水域和專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)以外不受任何國(guó)家主權(quán)管轄和支配的海洋部分，距離海岸200海里，覆蓋61%的海洋和43%的地球表面。這里很少有法律限制捕魚(yú)活動(dòng);而且一般許多捕魚(yú)活動(dòng)都是在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行。但2018年可能標(biāo)志著自由掠奪魚(yú)類(lèi)和屠殺與之相伴的野生動(dòng)物的終結(jié)。今年，全球漁業(yè)觀察(Global Fishing Watch)揭開(kāi)了公海上的面紗，首次將漁船和公司置于審視之下。他們的工具基于來(lái)自船只的衛(wèi)星傳輸來(lái)跟蹤船只的運(yùn)動(dòng)，并使用機(jī)器學(xué)習(xí)通過(guò)船只的行為來(lái)確定船只的活動(dòng)。今年我們了解到，公海漁業(yè)僅占野生魚(yú)類(lèi)捕獲量的4.2%，64%的戰(zhàn)利品流向五個(gè)富裕國(guó)家，而且如果沒(méi)有公共補(bǔ)貼，這些漁業(yè)中的大部分將無(wú)法盈利。今年9月，聯(lián)合國(guó)開(kāi)始就一項(xiàng)保護(hù)公海野生動(dòng)物的新條約進(jìn)行談判，為全球漁業(yè)觀察組織能夠幫助監(jiān)管的海洋保護(hù)區(qū)鋪平道路。

挽救氣候變化行動(dòng)變得更加緊迫

10月份發(fā)布的聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)的新報(bào)告非常重要，影響巨大，使得其他一切都變得無(wú)足輕重。

該報(bào)告在10月8日發(fā)表時(shí)震驚了世界，報(bào)告稱(chēng)，“將全球變暖控制在1.5攝氏度以?xún)?nèi)，需要社會(huì)各方面迅速、深遠(yuǎn)和前所未有的變化”。

該報(bào)告由來(lái)自40個(gè)國(guó)家的91名科學(xué)家和評(píng)論編輯撰寫(xiě)，借鑒6000多篇科學(xué)文獻(xiàn)和來(lái)自世界各地?cái)?shù)千名專(zhuān)家的貢獻(xiàn)。報(bào)告解釋說(shuō)，我們已經(jīng)看到了全球變暖1攝氏度的后果:更極端的天氣頻發(fā)、海平面上升和北極海冰減少。它還突顯出，如果我們不立即采取行動(dòng)，情況會(huì)變得更加糟糕。

該報(bào)告審查了如何避免災(zāi)難以及可能產(chǎn)生的后果。但情況不容樂(lè)觀。全球二氧化碳排放量再次上升，否認(rèn)氣候變化的民粹主義世界領(lǐng)導(dǎo)人的受歡迎程度也在上升，這讓一切變得更加困難。

人類(lèi)演化的故事變得更加復(fù)雜

歐洲在人類(lèi)歷史上的霸主地位隨著最古老的人類(lèi)洞穴藝術(shù)的記錄從德國(guó)轉(zhuǎn)移到東南亞而有所松動(dòng)。這幅畫(huà)描繪的是婆羅洲一個(gè)偏遠(yuǎn)洞穴里的一頭名叫banteng的當(dāng)?shù)匾吧概?。這幅畫(huà)至少可以追溯到4萬(wàn)年前，略早于德國(guó)Hohlenstein Stadel的獅身人面像。今年9月，南非布隆伯斯洞穴(Blombos Cave)出土了一塊石片，上面用赭色蠟筆畫(huà)出了散列的圖案。這塊石片的年代可以追溯到7.3萬(wàn)年以前，不過(guò)這些標(biāo)記還不足以被認(rèn)定為藝術(shù)品。所有這些人工制品都表明，世界各地出現(xiàn)了像我們現(xiàn)代人這樣的思想，稱(chēng)之為行為現(xiàn)代性。但這并不僅限于智人。西班牙坎塔布里亞海岸的一處洞穴墻壁上裝飾著一幅牛的部分身體和其他一些神秘人物的抽象圖像。今年2月，人們發(fā)現(xiàn)這尊雕像的年齡高達(dá)6.5萬(wàn)年，不過(guò)這個(gè)日期一直存在爭(zhēng)議。

人類(lèi)及家畜支配生態(tài)系統(tǒng)

研究發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)和我們的牲畜(主要是牛和豬)現(xiàn)在占地球上哺乳動(dòng)物總量的96%。同樣，家禽(主要是雞)的比重是所有野生鳥(niǎo)類(lèi)比重總和的三倍。

這些鮮明的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有助于我們了解人類(lèi)現(xiàn)在在多大程度上支配著生態(tài)系統(tǒng)。雖然野生動(dòng)物紀(jì)錄片仍然讓我們驚嘆于野生動(dòng)物的精彩畫(huà)面，但事實(shí)上這些動(dòng)物總量正在萎縮?；旧显谌魏蔚胤?，你最有可能遇到的大型哺乳動(dòng)物是人或牛。希望這一點(diǎn)將有助于社會(huì)采取行動(dòng)，確保我們的后代不會(huì)生活在一個(gè)野生物種只能通過(guò)軟裝飾的圖像來(lái)識(shí)別的世界。

基因編輯開(kāi)始在培育品種優(yōu)良的香蕉上“動(dòng)刀”

基因編輯是生物技術(shù)的一個(gè)突破，尤其是在作物改良方面。科學(xué)家們最熱衷的方法Crispr/Cas9--可以對(duì)單個(gè)基因進(jìn)行精確的改變，甚至可以改變遺傳密碼的單個(gè)字母。它快捷、簡(jiǎn)單，而且用途驚人。歐洲法院(European court of justice)的一項(xiàng)裁決曾登上2018年的頭條新聞，即基因編輯過(guò)的作物必須接受與傳統(tǒng)基因工程方法相同的繁瑣監(jiān)管，盡管Crispr突變與自然界中發(fā)現(xiàn)的突變沒(méi)有什么不同。植物育種家迫切要求推翻這一決定，以便農(nóng)民和消費(fèi)者能夠從水果、蔬菜和大田作物的改良中獲益。

與此同時(shí)，他們正在抓住Crispr提供的機(jī)會(huì)，改造食品生產(chǎn)。2018年，印度和澳大利亞的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)宣布他們已經(jīng)成功地編輯了香蕉的基因組。這將拯救世界上最受歡迎的水果免受疾病的威脅。香蕉改良面臨兩大挑戰(zhàn)。一種是單一栽培:卡文迪什香蕉是超市最暢銷(xiāo)的香蕉，但世界各地的種植園都容易受到具有破壞性的熱帶鐮刀菌菌株的影響。在其他作物中，雜交可以培育出抗病品種，但第二個(gè)挑戰(zhàn)是香蕉花是無(wú)菌的?；蚓庉嬏峁┝艘粋€(gè)令人興奮的前景，科學(xué)家們將最終能夠制造出一種抗病香蕉。

流產(chǎn)原因研究取得突破性進(jìn)展

任何經(jīng)歷過(guò)流產(chǎn)的女性都可能會(huì)擔(dān)心究竟是哪里出錯(cuò)了;懷孕末期的婦女患有嚴(yán)重的子癇前期，她會(huì)郁悶為什么這種病只會(huì)來(lái)折磨她。這兩種情況，雖然很常見(jiàn)，但伴隨著所有的痛苦，都可能是由于胎盤(pán)導(dǎo)致的。但這很難確定，因?yàn)槿梭w胎盤(pán)很難現(xiàn)成地進(jìn)行簡(jiǎn)單的研究。

劍橋大學(xué)的一組科學(xué)家取得了一項(xiàng)突破性進(jìn)展，他們創(chuàng)造出了一種三維的“類(lèi)器官”(這對(duì)于模擬現(xiàn)實(shí)非常重要)，這種細(xì)胞簇來(lái)自流產(chǎn)胎兒的胎盤(pán)。這些細(xì)胞已經(jīng)被證明能夠生長(zhǎng)和產(chǎn)生蛋白質(zhì)，充分模擬了妊娠測(cè)試結(jié)果呈陽(yáng)性的真實(shí)情況。這種直徑只有一毫米或更小的小型胎盤(pán)有望最終解釋胚胎在子宮內(nèi)未被正確植入的發(fā)育異常的根源問(wèn)題。對(duì)許多女性來(lái)說(shuō)，這種見(jiàn)解可能會(huì)帶來(lái)變革。顯然，從制造第一個(gè)微型胎盤(pán)到回答這些基本問(wèn)題還有很長(zhǎng)的路要走，但這項(xiàng)研究似乎提供了一個(gè)關(guān)鍵的基礎(chǔ)。

向登陸小行星邁出重要的一步

今年6月，日本航空宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)的隼鳥(niǎo)2號(hào)探測(cè)器與一顆名為龍宮的近地小行星會(huì)合，距離約2.8億公里。最初傳回的照片顯示，一塊奇怪而美麗的鉆石形巖石正在太空中運(yùn)轉(zhuǎn)。隼鳥(niǎo)2號(hào)還將收集巖石樣本，這些巖石樣本可能會(huì)揭示地球上水和有機(jī)化合物(甚至生命)的潛在來(lái)源，但這一過(guò)程將是漫長(zhǎng)而危險(xiǎn)的——預(yù)計(jì)要到2020年12月才能完成。

對(duì)疫苗的恐懼導(dǎo)致可預(yù)防性疾病死灰復(fù)燃

今年出現(xiàn)了一些發(fā)人深省的科學(xué)故事，尤其是由于疫苗接種的不確定性和反疫苗議程日益政治化，麻疹等可預(yù)防疾病的病例有所增加，甚至導(dǎo)致死亡。直到20世紀(jì)60年代，許多人仍然目睹了麻疹、風(fēng)疹和百日咳的潛在災(zāi)難性影響，開(kāi)發(fā)預(yù)防這些疾病的疫苗有巨大的需求。疫苗的引入極大地降低了感染的發(fā)生率，很少有人受到疾病的影響?，F(xiàn)在，由于疫苗接種猶豫不決，麻疹等可預(yù)防疾病又死灰復(fù)燃。雖然沒(méi)有一個(gè)明確定義的抗疫苗組，但出現(xiàn)了六個(gè)主題:

1. 控制:我們可以通過(guò)其他方式重新控制我們自己的身體。

2. 教養(yǎng)方式:避開(kāi)主流醫(yī)學(xué)理念，選擇“自然”療法。

3. 過(guò)去:以前的不良醫(yī)療經(jīng)歷或接種疫苗的不良經(jīng)歷塑造了人們的觀念。

4. 風(fēng)險(xiǎn):對(duì)疫苗接種風(fēng)險(xiǎn)與疾病風(fēng)險(xiǎn)的誤解。

5. 害怕化學(xué)品:害怕疫苗會(huì)引入有毒化學(xué)品。

6. 不信任政府機(jī)構(gòu)和企業(yè)。

通過(guò)傾聽(tīng)人們的意見(jiàn)，可以開(kāi)始了解他們猶豫不決接種背后的原因是什么?？深A(yù)防疾病的死灰復(fù)燃清楚地提醒人們，不信任，混亂和不良信息的傳播方式是什么，并重視專(zhuān)家在現(xiàn)場(chǎng)與公眾交談和傾聽(tīng)能促進(jìn)有意義的對(duì)話(huà)，幫助減少宣傳和影響變革的重要性。

人工智能變得更聰明了

人工智能在2018年繼續(xù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步。雖然實(shí)現(xiàn)像《銀翼殺手》和《機(jī)械姬》中的人工智能還跟以前一樣遙不可及，但“深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”和“強(qiáng)化學(xué)習(xí)”解決復(fù)雜問(wèn)題的能力已經(jīng)迅速發(fā)展。今年有兩個(gè)里程碑引人注目:來(lái)自倫敦人工智能公司DeepMind的AlphaZero和AlphaFold。AlphaZero是AlphaGo的最新版本。2016年，AlphaGo在一系列備受矚目的比賽中擊敗圍棋冠軍李世石(Lee Sedol)，使DeepMind一舉成名。

AlphaGo通過(guò)訓(xùn)練一個(gè)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)預(yù)測(cè)棋局位置，利用數(shù)百萬(wàn)場(chǎng)過(guò)去的比賽作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)。后來(lái)AlphaGo Zero改進(jìn)了這一點(diǎn)，它完全是通過(guò)自學(xué)來(lái)來(lái)玩游戲，現(xiàn)在AlphaZero 通過(guò)訓(xùn)練一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)(同樣是完全通過(guò)自我學(xué)習(xí)，沒(méi)有任何游戲特定的知識(shí))，在三種不同的游戲(圍棋、國(guó)際象棋和日本的將棋)中取得了舉世無(wú)雙的成績(jī)。

這一令人矚目的成就也讓我們窺見(jiàn)了新的“機(jī)器式”思維方式:正如特級(jí)大師馬修薩德勒(Matthew Sadler)所言，“這就像發(fā)現(xiàn)了一位過(guò)去偉大球員的秘密筆記”。AlphaFold采用同樣的方法，解決了一個(gè)真正重要的實(shí)際問(wèn)題:僅從遺傳序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。在這里，DeepMind軟件再次取得了世界領(lǐng)先的成果，為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)帶來(lái)了重要的影響，并展示了人工智能如何被用于科學(xué)發(fā)現(xiàn)本身。