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· 古生物學 ·
“芝加哥始祖鳥”問世！帶來對鳥類起源的新認知
紫外線燈下的始祖鳥化石（圖片來源：Delaney Drummond，版權歸屬菲爾德博物館）
2022年，美國芝加哥的菲爾德自然歷史博物館收藏了一具儲存非常完好的始祖鳥化石，因此這具化石也被稱為“芝加哥始祖鳥”。它是已知第14件始祖鳥標本，只有鴿子大小，也是目前發現體型最小的始祖鳥。這具化石的骨骼部分只缺少了一根指頭。其中大部分骨骼儲存較為立體，同時儲存有罕見的軟組織如皮膚、趾墊和羽毛等重要資訊。最近，《自然》（Nature）雜誌發表了關於“芝加哥始祖鳥”的新研究。
高精度CT掃描和三維重建顯示，該標本幾乎完整儲存了整個頭骨，尤其罕見地儲存了完整的顎區結構。這一結構表明，始祖鳥的頭骨形態介於傷齒龍類和其他白堊紀鳥類之間，代表著從非鳥恐龍缺乏靈活性的頭骨向更輕便靈活的鳥型別頭骨過渡的關鍵階段。與此同時，芝加哥標本是首件發現三級飛羽（tertials）的始祖鳥標本。這種附著在肱骨和尺骨上的羽毛位於翅膀和身體之間，可能在飛行過程中協助維持連續的空氣動力學平面，從而實現和提高飛行效率。這一結構在非鳥類恐龍中從未出現，顯示這些羽毛可能是為了適應主動飛行而演化出的創新特徵。作者認為，這些發現以及其它特徵表明，這種鳥類適應某種程度的飛行，並具有陸生和樹棲混合的生態環境。（Nature，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所）
· 遺傳學·
來自人類的基因讓小鼠大腦尺寸增加
與其他現生非人靈長類動物相比，人類大腦相對更大。據《自然》新聞（Nature news）報道， 一項發表於《自然》（Nature）的研究顯示，將人類獨有的DNA片段插入小鼠體內，可以讓小鼠長出更大的大腦。在人體內，這段DNA像一個調節器一樣，可以增強某些基因的表達，從而增加神經元的數量。
研究者重點關注的是基因中的人類加速演化區（HARs），這是一組在人類基因組中高度保守的DNA片段，當人類祖先與黑猩猩分道揚鑣後，HARs曾經歷了快速的演化。研究團隊重點關注了一個名為HARE5的HAR，在小鼠中，HARE5已知能增強Fzd8基因的表達，而Fzd8基因是神經細胞發育和生長的重要推動力之一。研究團隊將人類版本的HARE5植入活體小鼠體內，並替換掉了它們自身的HARE5版本，結果發現這些小鼠在成年時期的大腦比未經基因改造的小鼠大出了6.5%。
目前尚不清楚這些大腦變大的小鼠的認知或記憶能力是否得到了提升。但研究者進一步在實驗室人腦類器官中觀察了HARE5如何影響神經細胞生成，結果發現，含有黑猩猩HARE5的類器官比含有人類HARE5的類器官生成的放射狀膠質細胞更少，且這些膠質細胞的發育程度也較低。研究團隊還發現，HARE5放大了驅動神經幹細胞生長的關鍵訊號通路，這進一步證實了這種基因增強劑在增加人類大腦大小和複雜性方面的作用。（Nature news）
· 人工智慧·
谷歌DeepMind推出通用科學人工智慧AlphaEvolve
當地時間5月14日，谷歌DeepMind推出了一款名為AlphaEvolve的通用科學AI系統。這是一種由大型語言模型（LLM）驅動的進化式編碼Agent，旨在發現和最佳化通用演算法，已在內部應用中取得了顯著成果，但尚未向公司外部的研究人員推廣。
AlphaEvolve利用了一系列最先進的大型語言模型，包括快速高效的Gemini Flash，以最大限度地探索各種資訊，以及DeepMind最強大的模型Gemini Pro，以提供有深度且富有洞察力的建議。它還透過自動化評估器來驗證、執行和評分所提出的演算法，並透過進化框架來迭代改進所發現的最佳演算法，以找到更好的演算法。在過去一年裡，DeepMind已經在谷歌計算生態系統（Google’s computing ecosystem），包括谷歌資料中心、硬體和軟體中部署了由AlphaEvolve發現的演算法。比如，AlphaEvolve發現的一種簡單卻高效的啟發式演算法，可以幫助谷歌的Borg系統更高效地管理龐大的資料中心，在投入使用一年後，已經平均恢復了0.7%的全球計算資源，提高了資料中心的效率。AlphaEvolve還可以針對複雜的數學和演算法問題提出新的解決方案。比如，在50多個開放性數學問題（包括幾何、數論等）中，AlphaEvolve在約75%的情況下重新發現了迄今最佳解決方案，在20%的情況下改進了之前已知的最佳解決方案，例如在幾何學難題——“吻接數問題”（Kissing Number Problem）中發現了新的下界。AlphaEvolve有望隨著大語言模型能力的提升而繼續改進，未來或能應用於材料科學、藥物發現等領域。（谷歌DeepMind）
· 古生物學·
新腳印改寫四足動物登陸史
影片來源：弗林德斯大學& Monkeystack
在脊椎動物演化的關鍵節點，一群四足動物從海洋爬上了陸地。此前，已知最早的羊膜動物身體化石和遺蹟化石出現在大約3.2億年前，然而，最近澳大利亞一塊約3.56億年前的岩石上，發現了兩組可能屬於羊膜動物的化石，相關研究已發表於《自然》（Nature）雜誌。
這些足跡發現於從澳大利亞維多利亞州雪原組（Snowy Plains Formation）出土的一塊岩石，該岩石可追溯至3.56億年前。作者表示，一共發現了兩組足跡，似乎都來自同一個動物。這些足跡上的爪印顯示它們是由一個羊膜動物留下的——比之前已知的羊膜動物足印和身體化石還早了約4000萬年。透過將前後足印間的距離與足印形狀類似的現代巨蜥的足印距離進行對比推斷，作者估計這個古代羊膜動物可能長約80釐米，但他們強調該動物的具體大小依然未知。
這些發現表明，現代羊膜動物的共同祖先可能在泥盆紀/石炭紀交界（約3.59億年前）時就已存在，且現代兩棲動物和羊膜動物的最近共同祖先可能出現在上泥盆統早期（約3.8億年前）。作者總結道，如果屬實，那麼四足動物從水棲生物演化到完全在陸地生活的生物的速度可能比之前認為的更快。（Nature）
· 月球探索·
月球內部並不均勻
月球內部演化概念模型。（圖片來源：原論文）
月球正面（即面向地球的一面）和背面在地質學、火山活動、月殼厚度上有明顯差異。正面顏色較深，佈滿了熔岩（說明火山活動更密集），而背面地勢更崎嶇。此前有研究認為，月球正面和背面之間的不同或許可以透過月球內部結構差異來解釋，但一直缺乏觀測性證據。近日，《自然》（Nature）報道了對月球正面和背面半球內部差異的探測結果。基於美國航空航天局（NASA）“重力恢復與內部實驗室”（GRAIL，又名“聖盃號”）任務的引力場資料，研究發現月球內部深處可能存在溫度差異。這種內部不對稱或解釋了月球表面外觀的反差，以及月球正面和背面之間火山活動的差異。
研究者分析了GRAIL任務的資料，繪製了月球對其繞地軌道的引力響應，這能揭示該衛星的內部結構。他們發現正面和背面月幔的變形能力相差2%～3%。隨後，他們模擬了月球結構，確定這些數字可用兩個半球的月幔溫度相差100～200開爾文來解釋，而且正面月幔的溫度比背面更高。他們推測，這種熱差異可能與月球正面內部釷和鈦的放射性衰變有關。這種無需讓探測器在月球表面著陸便可探究月球內部的方法，或能用於測量其他行星天體的結構差異，如火星、土衛二、木衛三。（Nature）
撰寫：王怡博、二七
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