Adelina 艾德琳

Bonnet macaques (Macaca radiata) by Aman Raghuwanshi, Dr. Bo Xia, Scientist, Genetic scientist, Molecular biologist, China, USA

揭秘人类无尾之谜:夏波博士(Dr. Bo Xia)的人类演化突破发现

Self portrait, Image credit: Dr. Bo Xia 揭秘人类无尾之谜:夏波博士(Dr. Bo Xia)的人类演化突破发现 翻译:夏波博士 在《自然》杂志最新发表的一篇吸引人的学术论文中,由夏波博士领导的纽约大学格罗斯曼医学院团队在研究中取得突破,揭示了人类和猿类不同于其他许多灵长类动物无尾的演化秘密。当前在哈佛大学担任哈佛学会青年学者并在博德研究所担任实验室负责人的夏博士,确认了一个特殊的遗传突变——在TBXT基因中的DNA插入,这一标记在人类和猿类中存在,而在猴类中则没有,它与尾巴的缺失有关。 这项开拓性的研究通过在不同物种之间精确的基因序列比较以及对小鼠的实验,揭示了这一特殊遗传插入如何影响尾巴的发育以及其在演化中的消失。夏博士的研究挑战了对所谓“无用”DNA的既定看法,发现了AluY DNA片段对TBXT基因功能以及其剪接过程的决定性影响,并进一步影响了演化进程中尾巴的发育。 在与夏波博士的对话中,我们深入了解了这一发现对我们理解人类演化的深刻意义。这项研究不仅为我们无尾形状的遗传基础提供了新的视角,也为灵长类的演化史、遗传调控以及我们与其他灵长类动物的细微遗传区别提供了新的见解。跟随我们探索夏博士在演化生物学和遗传学上的重大进展,这些进展突显了在灵长类演化过程中起作用的复杂遗传变异。 Bonnet macaques (Macaca radiata), Image credit: Aman Raghuwanshi 你能分享一下你的教育经历及其如何引领你走向当前研究领域吗?答:非常乐意。我出生并成长于中国四川,我的学术之路起始于位于北京的中国农业大学,在那里我完成了我的本科论文,那时我对遗传学和化学生物学的热情便开始萌芽。随后,我在北京大学投入了两年时间进行深入研究。为了扩展视野,我随后赴美国纽约大学继续我的研究生教育。这一段学习经历对我影响深远,它带领我至哈佛大学成为哈佛学会的青年学者,并在博德研究所建立自己的独立实验室并担任实验室负责人。这些经历极大地促进了我在基因调控和演化遗传学领域的研究探索。 是什么个人体验或学术兴趣驱使你深入研究人类及猿类缺乏尾巴的遗传原因?答:这背后是个人经历与学术追求有机结合的故事。从小,我就对自然界的诸多奇观感到好奇,尤其是人类为何与其他动物不同,比如没有尾巴。这一疑问伴随我成长,直到在纽约大学深造期间,我积累了大量实验与计算遗传学的知识与技能。我的研究兴趣之所以突然聚焦于此,源于一个个人经历——一场小车祸让我尾骨受伤。长期的恢复期让我不得不每日都思考尾骨的作用,想起这个小时候好奇的问题,进而激发了我对此科学探索的兴趣。正是在我的博士研究期间个人经历和科研能力的有机结合,我开始探讨我们的祖先如何在演化中失去了尾巴。 你的工作深入解析了基因组之谜。能否分享你是如何探索基因调控及其更广泛的意义?答:非常乐意分享。我的研究核心聚焦于基因组——生命的复杂设计图,它调控了生物的发育与功能。我主要研究基因调控,这是一个涉及基因何时表达及表达多少量的复杂过程。这一研究领域非常广泛,包括从基础生物学机制到可能的治疗应用等各个层面。 我的工作吸引人之处在于揭开基因表达模式的神秘面纱,尤其是在特定条件下基因如何被激活或被抑制。比如,并非所有基因在所有细胞类型中都活跃,有些仅在特定环境下表达。这种选择性表达对于生物的发展和健康至关重要,而这一过程的任何干扰都可能导致疾病。 这种对基因表达和调控的深刻理解构成了我们研究的基石。它不仅加深了我们对于发育性状和疾病遗传基础的了解,而且开辟了针对基因调控开发治疗手段的新途径。通过在这一领域的深入研究,我们希望揭示生命和健康的遗传调控细节。 你能谈谈AluY插入如何影响尾部发展以及它与TBXT基因的关系吗?答:TBXT基因,亦称作Brachyury(源自希腊语,意为“短尾”),因其突变型与尾巴特征相关而得名。这一基因在发育生物学领域的故事历史悠久且引人入胜。1927年,出生于基辅的女性科学家Nadine Dobrovolskaya-Zavadskaya首次发现了这一基因的突变小鼠——这一发现时间比我们对基因的本质认识还要早。直到1990年,德国科学家Bernhard Herrmann才正式从Brachyury突变小鼠中鉴定出该基因。TBXT基因在形成中胚层以及随后包括尾巴在内的重要结构发育中扮演关键角色。特别地,TBXT在促进生物体胚胎后侧的延伸过程中起着至关重要的作用,这对脊椎动物尾部的生长至关重要。TBXT基因在尾巴发展中的重要性也体现在遗传学研究成果里。这些研究发现了导致包括某些特定无尾品种的狗和猫在内的各种物种尾巴缺失或缩短的突变。 我们的发现–AluY序列插入到TBXT基因–直接体现了遗传突变如何显著改变基因的表达模式,并对生物体的发育产生显著影响。这个突变涉及约300个碱基对DNA插入TBXT基因的非编码区,从而显著改变基因的表达方式。虽然传统上研究人员可能会常常忽略非编码区域–比如内含子—里面DNA插入对基因功能的影响。但我们发现这个AluY序列与另一段相似序列呈现出“头对头”的位置相关性,这意味着它们可能会相互作用,从而影响基因的剪接过程。 为了简化对剪接过程复杂机制的理解,我经常借用电影剪辑的类比。正如导演根据剧本挑选来编排不同拍摄场景片段并剔除冗余镜头从而来构建故事线一样,基因转录为前体mRNA,经历剪接过程,去除非编码序列,最终形成指导蛋白质合成的成熟mRNA。我们所研究的AluY序列插入突变,能够改变TBXT基因的剪接过程从而产生不同版本的蛋白质,进而影响生物体的发展。 简而言之,AluY插入能够修改TBXT基因的表达方式,使其能够产生两种蛋白质亚型,而其默认或祖先状态下的基因只能产生一种蛋白质类型。由于这种插入,TBXT基因的表达变化为人类和猿类动物尾巴丧失的演化过程提供了解释。这揭示了影响基因调控的突变在发育和演化上的重大意义。 能分享一下在小鼠上应用AluY元素进行尾部发展实验的方法与成果吗?答:我们应用了CRISPR基因编辑技术构建了若干小鼠实验模型,这包括将人类的AluY元素导入到小鼠的基因里,以研究它对尾部发展的具体影响。最初,由于较短蛋白亚型的表达量未达到预期,AluY的添加并未如我们所预期地影响尾部长度。在调整方法后,以更贴近人类基因表达的方式,我们观察到部分小鼠明显尾部缩短,甚至有的小鼠一出生就无尾。这些发现验证了AluY插入对尾巴发育的关键作用,并暗示了随着时间推移基因功能变化的演化含义,同时可能指向了与先天性脊柱缺陷之间的潜在联系。 人类尾巴演化性丧失与脊柱问题及先天性缺陷之间存在何种联系?答:我们从猴祖先到现代人类及猿的尾巴消失,标志着演化中一个显著的转折点,这在演化生物学上被视为一种特征丧失。这种变化可能涉及到一种演化上的权衡,其中失去了尾巴这一身体特征,可能导致现代人类在某些脊柱问题上更加敏感。 在对小鼠模型的研究中,我们发现负责尾巴丧失的遗传变化可能与神经管闭合缺陷的风险增加相关。具体而言,携带该突变的小鼠有更大的比例出现这些缺陷,这暗示了演化过程中TBXT基因的突变可能也对人类发生这类状况的风险有所贡献,该状况的发生率约为每1000至2000次出生中的1次。 值得强调的是,神经管发育缺陷的风险受到遗传学、环境和营养因素共同影响的作用。例如,对孕妇进行叶酸补充已被证明能显著降低这种风险。这凸显了我们的演化历史中遗传变化与当前健康状况之间错综复杂的联系,强调了基因与环境之间在塑造健康方面的复杂互动。 尾巴丧失的遗传机制如何深化我们对灵长类演化特别是与旧世界猴分化的理解?答:关于尾巴丧失遗传原理的研究揭示了猿类与旧世界猴约2500万年前分化这一显著的演化事件。虽然最早出现的猿类约在2000万年前就已无尾,我们的研究发现了一个与此演化时间点相符的遗传变异。虽然缺乏确切的化石证据来精确鉴定这些遗传改变的具体发生时间,但我们的发现认为这种变异是猿类与旧世界猴在演化上走向不同路径的显著标记。 这次导致尾巴消失的遗传变异象征着早期类人猿可能经历的更广泛适应性变化,这可能影响了它们的移动方式。考虑到在树栖猴中尾巴的作用,它们的缺失可能预示了猿类向陆地生活方式的演化转变,可能为后来的直立行走奠定了基础。因而我们发现的这类遗传变异可能对灵长类的演化产生了广泛影响,不仅是尾部的发育,也包括其它解剖学和运动适应性的变化。 要全面理解尾巴丧失在灵长类演化中的作用,对遗传学和化石记录的持续研究是必不可少的。我们旨在探讨遗传变异、解剖学改变及其环境适应性之间的复杂相互作用,这些是指导灵长类演化历程的关键因素。 你的研究如何阐明了所称的“遗传暗物质”及其在基因表达中的角色?答:“遗传暗物质”指的是我们基因组中那些不编码蛋白质且广泛的非编码DNA区域。随着科学深入的理解,这部分原本被认为是“无用的DNA”,现在被视为含有对控制基因表达至关重要的调控元件。这些调控元件关系到基因何时以及如何被激活或抑制,以及它们如何参与产生不同的基因变体。 在我们的研究中,我们对这些非编码区域进行了深入的探索,特别关注了如TBXT基因中的AluY插入这类突变。我们的研究展示了非编码DNA是如何通过改变基因的读取方式来影响关键的发育过程,进一步强调非编码DNA在细胞功能和整体发展中复杂的调控机制中发挥的关键作用。 自从人类基因组计划以来,包括我在内的众多科学家已致力于解读人类基因组这本“庞大的书籍”。我们的目标是解明遗传暗物质中的调控元件是如何影响人类的发育和疾病的。这一雄心勃勃的项目需要全球数以千计科研人员的合作,从而完全理解我们基因组中非编码区域的功能。 夏波博士的实验室

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Unraveling Our Tailless Heritage: Dr. Bo Xia’s Groundbreaking Discovery on Human Evolution

In a captivating article recently featured in Nature, a team from the NYU Grossman School of Medicine, led by Dr. Bo Xia, has made significant strides in understanding the evolutionary puzzle of why humans and apes, unlike many of their primate cousins, do not have tails…

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National Awards 1st Place, Signapore, 2024 Sony World Photography Awards Ju Shen Lee, Wildlife Photographer, Singaporeb

摄影师李如珅(Ju Shen Lee)记录了东南亚人与野生动物的珍贵互动

Self portrait, Image credit: Ju Shen Lee 摄影师李如珅(Ju Shen Lee)记录了东南亚人与野生动物的珍贵互动 李如珅(Ju Shen Lee)凭借其引人注目的“大象沙浴”照片荣获2024年索尼世界摄影奖新加坡国家奖。在我们最新的一次采访中,她分享了自己的摄影起步、旅程进展以及一路上的难忘经历。 李如珅大约在12年前踏上了她的摄影成名之路。在1980年代胶片摄影的鼎盛时期,她便对摄影产生了兴趣。但摄影的高昂成本让她望而却步,因此她先是通过体育运动寻找乐趣,然后又转而追求她长期以来的另一热情——摄影。通过自学、参加各种课程,以及充分利用YouTube上丰富的教育资源,李如珅培养出了对摄影的热爱,并乐于接受这一职业带来的各种挑战与机遇。 Image credit: Ju Shen Lee 李如珅准确地捕捉了“真实·生命·影像”的精髓,这些照片彰显了偏远地区居民的韧性与适应力,成为了她创作的核心。她采用的摄影技巧主要集中在自然背景下的人物摄影上,利用传统的叙述方法来记录真实发生的瞬间,摒弃了人为摆拍的姿势。 李如珅的摄影探索偏好于那些简单而意义深远的日常活动,这些活动构成了当地居民生活的基础——不论是烹饪、钓鱼还是其他能在更深的层面上引发共鸣的常规习惯。在捕捉当代生活快速变化的瞬间时,她通过作品讲述了深刻的故事,展现了因城市化进程中人们迁徙而急剧变化或正在消失的生活方式和传统。 Image credit: Ju Shen Lee 她希望通过摄影这一媒介,捕捉这些珍贵瞬间,构建不同文化习俗之间的桥梁。在他们的生活方式遭受不可逆转的改变之前,她希望能够记录下这些原始的景致。这样的努力不仅仅是为了保存图像,更是为了让未来的世代能够一窥过去的世界,让每一幅作品都见证了其拍摄主题的永恒精神和文化价值。 李如珅最近的一次探险之旅带她来到了尼泊尔的Tiger Tops Tharu Lodge,她在这里深度体验了野生动物观察和文化交流,与自然界及其居民,尤其是一群12头亚洲象,建立了密切的接触。这段经历让她深入理解了大象的性格、行为以及由小屋提供的道德互动。 Image credit: Ju Shen Lee 李如珅选择探访尼泊尔,是因为她渴望深入了解亚洲的多元文化与环境——在海外生活多年后,她将东南亚视作“自己的后院”,这促使她走访了该地区众多国家。尼泊尔以其独一无二的自然风光和丰富文化脱颖而出。李如珅在尼泊尔的旅程覆盖了高地和低地,并深入观察了人与动物之间的亲密关系,尤其是驯象师与他们所照顾的老年大象,呈现了在今天这个以自我为中心的世界中容易被忽视的爱护、尊重和相互共存的动人故事。 驯象师和大象之间的交流,尤其是对老大象的细心照顾,深深感动了李如珅,展示了一个不为大众所知的尼泊尔面貌。无论是给大象的伤口上药,还是为有特殊饮食需求的大象准备定制食物,这些善行体现了人与动物之间紧密的联系和相互尊重,促使李如珅想要将这些温馨的故事分享给全世界。 National Awards 1st Place, Signapore, 2024 Sony World Photography Awards, Image credit: Ju Shen Lee 这张赢得赞誉的摄影作品讲述了一个关于大象皮肤特性的故事,这些特性让它们必须采取特别的适应措施来防御紫外线的伤害和昆虫的侵扰。在重要的水源地纳拉亚尼河畔,观察到了这些壮观的生物,为其自然行为提供了理想的背景。大象通过用鼻子沙浴,这一动作类似于人类涂抹防晒露以防晒伤和避免被昆虫叮咬。在一个特别感人的场景中,一只名叫帕万·卡利的大象用其鼻子舀起水洒在自己身上,进一步展示了这种行为。这个瞬间在大约30米远的地方被捕捉到,记录了大象在其自然栖息地中的本能行为,凸显了野生生活与平凡日常之间的美妙交融。 Image

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Through the Lens: Ju Shen Lee’s Journey to Document the Beauty and Bonds in South East Asia

In a revealing interview, Ju Shen Lee, the celebrated winner of the National Awards – Singapore at the 2024 Sony World Photography Awards, known for the evocative “Elephant Sand Bath” photograph, shared deeper insights into her photographic journey and the profound connections…

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Dr. Mattheos Santamouris and his team at UNSW Sydney are at the forefront of pioneering urban cooling solutions by Dr. Mattheos Santamouris, Architecture, Urban Cooling, Australia

澳洲悉尼新南威尔士大学的马特奥斯·桑塔莫里斯教授(Dr. Mattheos Santamouris)引领城市降温创新之先

Self Portrait, Image credit: UNSW Sydney 澳洲悉尼新南威尔士大学的马特奥斯·桑塔莫里斯教授(Dr. Mattheos Santamouris)引领城市降温创新之先 在当今世界,随着城市温度的持续上升和气候变化的不断加剧,寻找和实施城市降温的创新方案变得前所未有地重要。在这一领域处于领先地位的是澳洲悉尼新南威尔士大学的马特奥斯·桑塔莫里斯教授(Dr. Mattheos Santamouris),他的开创性研究最近在《自然城市》杂志上登出,该研究提出了一系列针对城市过热问题的创新解决方案,特别是针对沙特阿拉伯极端炎热的城市利雅得。 新冠肺炎(COVID-19)疫情持续的三年时间里,桑塔莫里斯教授及其研究团队投入了大量努力,旨在应对沙特阿拉伯利雅得所面临的极端高温问题,该地区温度有时能够升至45°C。他们深入研究了采用“超级冷却”建筑材料、扩展绿化空间以及实施高能效改造措施的综合效果,最终提出了一套能够将城市温度降低高达5°C的解决方案。这项成就在提升城市居住品质、减少能源需求和改善居民生活福祉方面,实现了显著的进步。 在这次采访中,我们深入了解了他们开创性研究成就,着重讨论了实施的策略、面对的挑战及其对全球城市规划和可持续建筑产生的深远影响。通过解决城市高温问题和推动环境可持续性目标,桑塔莫里斯教授和他在悉尼新南威尔士大学的研究团队为构建更凉快、更可持续的未来城市开辟了新途径,并利用创新技术及材料在全球改变了城市降温的方式。 你能否详述一下,贵团队在降低利雅得城市温度方面的研究目标? 我们的研究项目跨越了三年,期间受到了新冠疫情大流行以及随之而来的旅行限制影响。此项研究是为了应对利雅得在夏天面临的极端高温情况所启动,其温度常常超过45°C,这对城市的宜居性和能源使用带来了巨大挑战。应利雅得皇家委员会之邀,我们开始寻找有效城市降温的途径和策略,以提升居民生活舒适性和减少对高能耗冷却系统的依赖。 首先,我们进行了利雅得城市景观的深度模拟分析。该分析以500米×500米的高分辨率进行,融合了卫星图像及地面测站的数据,以精确勾画出城市的热度分布图。 研究过程涵盖了评估各种减温策略。包括利用出色冷却特性且被广泛认可的创新冷却材料,以及绿色空间的策略性融入,同时考察了灌溉与非灌溉植物对环境温度的影响。借助先进的模拟技术,我们细致地考量了这些多样化策略在对抗城市过热中的效力。 我们全面的研究结果显示乐观的前景,有可能将利雅得的最高温度显著降低至多5摄氏度。此外,这些方法被发现可以大幅降低建筑物冷却所需的能源消耗,减少约35%,以上证明了我们提出的降温策略在解决城市过热问题上具有明显的益处。 你能解释一下什么是热量缓解管理吗? 热量缓解管理是指采用一系列技术和创新手段,目的在于通过管理热量的流动和扩散来控制地球的温度环境。所有生物,包括人类,都会释放红外辐射,这些辐射上升至大气层会被温室气体吸收,其中一部分辐射随后则被反射回地面。地球能够维持一个稳定并适宜生存的温度,很大程度上依赖于大气中的一部分,即大气窗口,它允许一定量的地面热量散逸到太空中。为了优化这一自然的冷却机制,开发了专门的高科技材料,这些材料设计利用大气窗口来加强地球的自然温控能力,有效地将热量通过大气窗口传输至太空,减少地表的热量累积。这种对热量散发和大气层交互的精细操控,构成了热量缓解管理的核心策略,关键在于保持地球的热量平衡。如果缺失了这种大气窗口机制,地球可能会变得极端炎热或寒冷,不再适合生命存在,变成类似于金星或火星的极端环境。因此,发展能有效利用这种大气窗口的材料,标志着在全球温度调控策略上的一大步进。 你的研究如何将“超级冷却”建筑材料、城市绿化以及能源效率改进结合起来,以达到降低城市温度的效果? 我们的研究项目主要利用了称为“超级冷却”或光子的建筑材料,这些材料因其出色的反射能力和通过大气窗口的高效热量释放而受到关注。这些材料的独特性在于,它们能够将吸收的热量直接传输到太空,有效减轻地面的热积聚,实现环境降温。 此外,我们研究了使用具有高反射率的材料以及那些不仅能通过大气窗口,也能在更广泛的红外光谱范围内反射太阳辐射和散发热量的冷却材料的影响。这一全面策略有助于降低热吸收,为城市环境带来普遍的冷却效果。 研究中还特别关注植被的作用,包括灌溉和非灌溉的绿化措施。在城市区域引入绿色空间是降温的有效方式,因为选用的植物类型及维护直接关系到能否达到最优的降温效果。在利雅得案例中,我们挑选了耐热的本地树种,这些树种在适当灌溉的情况下能够促进水分循环和蒸散作用,从而帮助降低温度。而未得到充足水分的植被,在极端高温条件下可能因叶片的暗色素吸热而无法有效降温,甚至可能导致局部温度上升。 我们的研究结论是,结合使用“超级冷却”材料和保持良好灌溉的绿化措施,是降低城市温度最为有效的方法。耐热植物的精心选择与维护,以及充分的水源供给,是利用这些冷却技术的关键。对于利雅得而言,精心规划和持续维护的城市绿化基础设施,是实现显著城市降温的核心策略。 高性能建筑实验室(High-Performance Architecture Lab)研发的反射性建筑材料在城市冷却方面与传统建筑材料相比有何显著优势? 我们位于澳大利亚的实验室研发出了一种以其卓越反射能力而闻名的特殊材料,这种材料主要被应用于屋顶而非墙面。这些材料代表了全球创新的一部分,世界各地也有类似的技术发展。它们最大的特点是能够同时反射太阳光和将红外辐射(通过大气中一个特定的波段,波长介于7到13微米之间)直接散发到太空中。这种能力允许材料直接绕过大气层,将热量排放到太空中,有效降低城市的热量负担。 与那些倾向于吸收热量并将其重新释放回周围环境的传统建筑材料不同,我们这些材料作为一种漫反射镜,能够反射太阳光而不产生眩光或光亮问题。这一特性避免了额外热量的积聚,进而显著促进了城市环境的降温。 这些材料的一大优势是能够将建筑的冷却需求降低高达50%,这是我们与美国加州大学伯克利分校的劳伦斯伯克利国家实验室合作的研究成果。这一发现突显了我们材料在降低城市温度方面的高效性,以及在开发这类技术方面进行国际合作的重要性。 能否介绍一下贵团队在利雅得Al Masiaf区进行冷却效果、气候和能源模拟时遇到的挑战,以及你们如何克服这些问题? 这个项目从一开始就充满挑战,特别是考虑到这是我们第一次尝试在一个大规模城市环境中部署这样的解决方案。针对整个城市定制我们创新的建筑材料,需要经过一系列复杂和时间密集的优化步骤。面对我们所承担的这一创新性任务,最初很难确定哪些策略最为有效。尽管遇到这些挑战,我们通过持续的测试和调整,最终找到了应对之道。 我们最初专注于开发适合屋顶使用的高反射性材料。随着项目进展,我们创造了新型材料,这些材料虽然反射率不如之前的高,但在热效益方面表现出色,适用于建筑的垂直外墙和人行道使用。这一进展是我们项目的重要突破,不仅提高了解决方案的适用性,也扩大了其可能的影响范围。 虽然我们对利雅得进行了全面的研究,但特别是在Al Masiaf区的核心地区,我们集中实现了我们的节能方案。通过专注于这一具体区域,我们能够细化策略,并逐步将应用范围扩展到更广的城市区域,使得更多地区受益,并期望将这些方案推广到更多城市环境中。 气温预计降低4.5°C,这将如何影响利雅得的能源使用和公众健康? 城市升温正加剧能源消耗和公共健康问题,这主要是由气候变化和城市扩张所造成。预计到2050年,城市的夜间温度可能会上升4至5摄氏度,而白天温度上升1至3摄氏度,这将对能源需求、人类健康以及经济条件造成深远影响。 在短期内,将城市温度降低至多4.5°C可以减少对空调系统的依赖,降低能源消耗,减轻高温带来的健康问题和死亡风险,同时缓解城市热岛效应的严重性。从长期来看,预计气温的降低将显著减少电力的峰值需求,进而减少在高峰期间需要启用的额外发电设施。 我们的研究显示,采用反射性屋顶材料能够降低40%至45%的空调使用需求。结合使用其他策略,如新加坡,能够实现几乎不需要冷却能源的建筑,展现了先进技术在构建零碳或零能耗建筑方面的潜力,即便是在温暖湿润的气候条件下。 综合应对城市过热问题需要进行大规模的脱碳工作,预计到2050年的年度成本将达到约1.6万亿美元。这不仅是一项财政投资,更包含了确保低收入人群,特别是在发展中国家,能够获得经济实惠的本地解决方案,而避免依赖昂贵的进口技术。 归根结底,有效降低利雅得等城市的温度将带来显著且广泛的好处,包括节能、改善公共健康以及减少过热带来的经济负担。未来,结合尖端技术、前瞻性政策和包容性策略将成为满足全球不同人口需求的关键。 城市应如何有效地选择和执行降温策略,以防止意外的气温上升? 在世界各地,我们已经见证了一些使用散热技术取得成功的案例,如在印度、中国和日本,教育和商业建筑普遍采用了冷屋顶技术。这些例子证明了通过正确结合创新技术和政策支持可以实现显著的改善。例如,欧洲的包豪斯计划致力于到2050年显著减少建筑领域的能源消耗,并提高城市环境的质量。此外,欧洲计划使其110个城市到2050年达到碳中和状态,目前正朝这个目标努力。在加州,新的道路建设项目被要求使用耐热材料,展示了政策对于这些技术的支持。 尽管取得了进展,但在推广广泛应用这些策略方面仍面临挑战。需要广泛传播有效的策略,克服行业内部的阻力,并争取开明政策制定者的支持。 针对每个地区特有的过热原因制定对策至关重要。例如,悉尼的过热主要是由沙漠热气流所引起,因此需要采用与其他地区不同的解决方案。这可能意味着在某些地区成功的策略,如增加绿化,可能需要在其他地区得进行调整或寻找替代方法。 解决城市高温问题需要一个将创新技术和目标明确的政策结合起来的全面策略。这种方法需要克服行业反对、利用政治支持,并为每个城市的独特气候挑战量身定制解决方案。若不实施一体化的脱碳措施和针对性的散热策略,城市及其居民将面临重大影响。 你能否解释在城市绿化中进行灌溉对降低温度的重要作用,以及它与未进行灌溉区域的对比效果?  在城市绿化中进行适当的灌溉对于提升其降温能力极为关键。通过蒸腾作用,植物利用根部吸收的水分并通过叶片释放水蒸气,从而有效地降低周围空气温度。在缺乏水分供应的情况下,尤其是在炎热的天气中,植物将无法进行正常的水分吸收和蒸腾,导致其降温功能丧失。此外,处于水分压力下的植物可能会排放出生物挥发性有机化合物(BVOCs),这会进一步恶化城市的空气质量,甚至可能超过汽车排放的影响。因此,缺乏灌溉不仅会减少绿地的冷却效果,还可能加剧城市的温室效应和空气污染。诸如利雅得的大型公园开发项目等实践已经证明了良好维护的绿色空间在降低城市温度和改善环境质量方面的重要性。 针对城市降温的研究成果,如何能够为其他面临同样热度挑战的城市在规划与建筑方面提供借鉴? 通过对全球400多个城市进行的降温研究,我们发现我们的降温策略能够有效地将城市气温降低2.5至3摄氏度。这些创新技术为城市降温、提升环境品质以及增进公共健康提供了有力的支撑。以德里的高温波为例,展示了实施这些策略的必要性,高温波对劳动者的工作效率产生了严重影响,并突显了城市过热对经济的潜在威胁。 将你的研究成果转化为利雅得的实际解决方案需要采取哪些步骤,预计会遇到哪些挑战? 我们正在研发一种新型材料,希望在未来2至3年内能够将城市温度降低7至8摄氏度,从而加强我们对抗城市过热现象的能力。面临的挑战包括需要克服对气候变化的质疑态度以及对采纳新技术的抵触。幸运的是,依托于我们目前的知识水平和技术发展,我们有能力有效地应对这些挑战。运用我们的洞察力和创新,采取主动和积极的措施对于实现有意义的城市降温非常关键,目的是为了解决城市过热这一复杂问题提供有效方案。

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Dr. Mattheos Santamouris and his team at UNSW Sydney are at the forefront of pioneering urban cooling solutions by Dr. Mattheos Santamouris, Architecture, Urban Cooling, Australia

Dr. Mattheos Santamouris: Leading the Charge in Urban Cooling Innovations at UNSW Sydney

In a world grappling with rising urban temperatures and the urgent threat of climate change, innovative solutions to cool our cities are more important than ever. At the forefront of this crucial effort is Scientia Professor Mattheos Santamouris from UNSW Sydney, whose pioneering work…

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Dancing with Carcinoma, My cancer cells by Malgorzata Lisowska, Health Care, Microscopy, Photographer, Portland

艺术与科学的结合:Małgorzata Lisowska通过显微摄影的疗愈旅程

Self portrait, Image credit: Malgorzata Lisowska 艺术与科学的结合:Małgorzata Lisowska通过显微摄影的疗愈旅程 Dancing with Carcinoma, My cancer cells, Image credit: Malgorzata Lisowska 在艺术与科学的交汇点上,波兰摄影师Małgorzata Lisowska通过她自身鼓舞人心的经历,启动了一段严谨的科学探索与艺术创作并行的旅程。这一过程由一个极具个人意义且深远的挑战所触发 —— 2023年初,她被确诊为三阴性乳腺癌(TNBC)。在面临这一逆境时,Małgorzata转向微观世界,并将自己的癌细胞作为艺术创作的主题。这种创新的做法不仅使她在2023年尾的尼康微观世界显微摄影大赛中荣获第三名,而且还是她坚韧不拔的重要象征。经过16轮化疗和手术后,她目前正在走向康复,或者正如她自己所表达的,正在恢复健康之中。 她深深被微观世界所吸引的兴趣,早在面临个人健康危机之前就已孕育而生,这源于她在医学诊断行业的职业互动。正是这些经历让Małgorzata认识到视觉图像在医疗领域的强大影响力——一个她极力想要改革的领域。通过显微摄影,她找到了一种将科学精准与艺术魅力结合的方式,揭示了微观世界中不为人知的美丽。Małgorzata志在将这些微观图像提升,从科研工具转化为能在画廊中展出的艺术品,使得宇宙中的隐秘奇观能够被更广泛的观众所欣赏。 在接下来的采访中,Małgorzata分享了她的坚韧不拔、面对健康困境的经历,以及她对显微摄影艺术的深情投入,展现了她那令人钦佩且鼓舞人心的人生旅程。 Shape of color, Pink Galaxy, Plant tissue, Image credit: Malgorzata Lisowska 你能分享一下在艺术与科学探索之旅中,是怎样被引领着使用显微摄影技术来深入微观世界?特别是你对人体细胞的关注是如何开始? 在2023年2月末,我被确诊患有三阴性乳腺癌(TNBC)。通过在显微镜下观察我的癌细胞,我找到了一种方式来面对这一诊断和疾病。我拍摄了我的癌症照片,并在2023年10月的尼康微观世界显微摄影大赛中荣获第三名。经历了16轮化疗和一次手术后,我现在处于疾病缓解阶段,但我更喜欢认为自己是健康的。 大约三年前,在与诊断医生合作时,我开始对显微摄影产生了兴趣。我意识到这项技术能够帮助我改变一直以来我希望改变的医疗保健的视觉表现。我开始学习显微摄影,并不知不觉中爱上了它所展示的宏大世界。 对我而言,显微摄影是一种艺术形式。我希望能够将它从实验室带入艺术画廊。尽管这是一个非常小众的领域,我还是希望我的艺术能够被更多人所接受和欣赏。通过显微摄影,我计划探讨包括疾病在内的各种主题,正如我之前系列作品所展现的那样。我希望向人们展示一个肉眼无法直接看到的世界。我认为,显微摄影提供了一种方式,以引人注目的方法展示那些我们通常避而不谈(或根本无法看见)的话题。 现在,我开始将显微摄影作为一种工具,用于我与癌症患者以及那些陪伴患者经历治疗过程人们的工作中。每一张人体组织的照片背后都隐藏着一个独特的故事,一个框架中蕴含着无数未被发现的故事。特别是现在,进行与癌细胞相关的最新系列照片工作时,我感到有必要分享我的经历。讲述是什么帮助我度过癌症的难关。我相信,我在医疗治疗中对自己进行的尝试和测试,同样也能帮助其他患者,因此我希望将这些经验传递给他人。我认为,显微镜下的图像填补了肿瘤学领域中的一个空白。 我正在寻找那些希望通过显微摄影了解自己癌症的人们。我也在寻找愿意将患者癌症的显微摄影纳入治疗过程的医疗机构。我希望通过这次采访能够建立这样的联系。 Shape of color, Lonely Hope, Plant Tissue, Image credit: Malgorzata Lisowska 在被确诊之前,你就已经对拍摄癌细胞产生了兴趣。随后你转向了医疗保健及基于价值的医疗保健领域。能否分享一下这一转变的经历? 在我被确诊之前,我已经开始对拍摄癌细胞感兴趣了。那时,我还不知道将会拍摄自己的癌症。2020年初,我决定转向医疗保健行业。我前往荷兰学习了基于价值的医疗保健(VBHC)理念,这一理念关注于医疗成果的量化。荷兰的欧洲价值基础医疗保健组织邀请我成为他们在波兰的代表。从那时起,我大部分的专业活动都与医疗保健相关联。 从一开始,我就对医疗保健领域内的视觉艺术和信息传递抱有极大的审美兴趣。我对该领域专业人才的稀缺感到意外。我们所在的医疗环境以及我们展示与疾病相关信息的方式(特别是在视觉方面),对患者产生重大影响。遗憾的是,社会上普遍没有意识到这些因素对医疗结果、预防措施以及疾病体验所能产生的影响。

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Israeli Scientists Utilize CRISPR Technology for Sustainable Farming

以色列科学家利用CRISPR技术推进可持续农耕:向节水番茄迈出重要一步

Researchers Dr. Nir Sade, Purity Muchoki, and Prof. Shaul Yalovsky employed CRISPR gene editing to alter tomato plants, Image credit: Tel Aviv University 以色列科学家利用CRISPR技术推进可持续农耕:向节水番茄迈出重要一步 在全球暖化和淡水资源日益减少的背景下,人们迫切需要可持续的农业实践。以色列特拉维夫大学的一个先锋团队,在Shaul Yalovsky教授、Nir Sade博士以及国际合作伙伴的带领下,实现了一项重要的突破。他们利用CRISPR基因编辑技术的革新应用,开发出了一种节水但不牺牲产量、品质或味道的番茄新品种。这项开创性的研究成果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,它不仅直接应对了农业用水减少的紧迫挑战,还深化了我们对于植物水分管理和光合作用复杂生物过程的理解。 在我们的访谈中,Shaul Yalovsky教授阐述了植物通过一个被称为蒸腾作用的过程从叶子中蒸发水分,这一机制对于输送营养和降温极为重要。同时,它还促进了二氧化碳的吸收,这对植物通过光合作用制造糖分是必要的。这两个关键的过程——蒸腾作用和二氧化碳的吸收——都是通过叶片表面的气孔,即特殊的开口来完成。在干燥的环境下,植物通过关闭这些孔道来减少水分的流失,但这也不可避免地降低了二氧化碳的吸收量,从而减少了光合作用产生的糖分。这种糖分的减少对植物的生长和农作物的产量有着严重的影响,导致果实数量、重量和甜度的下降。 A comparison between a wild-type plant (on the left) and four rop9 mutant plants after several days without watering. The image illustrates that while the wild-type

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Israeli Scientists Utilize CRISPR Technology for Sustainable Farming

Israeli Scientists Utilize CRISPR Technology for Sustainable Farming: Advancing Towards Water-Saving Tomato Cultivation

In an era marked by the challenges of global warming and the increasing scarcity of freshwater resources, the urgency for sustainable farming practices has never been greater. At the forefront of addressing this pressing issue, a pioneering team at Tel Aviv University, led by Prof. Shaul Yalovsky and Dr. Nir Sade…

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