摘要：在距离地球124光年的狮子座方向，一颗名为K2-18b的系外行星正引发科学界震动。剑桥大学团队通过詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发现，这颗行星的大气中可能存在二甲硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS）——这两种分子在地球上几乎完全由生命活动产生。

在距离地球124光年的狮子座方向，一颗名为K2-18b的系外行星正引发科学界震动。剑桥大学团队通过詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发现，这颗行星的大气中可能存在 二甲硫醚 （DMS）和 二甲基二硫醚 （DMDS）—— 这两种分子在地球上几乎完全由生命活动产生。

2015年，科学家已经注意到了K2-18b，它的质量是地球的8.6倍，半径是地球的2.6倍。此前观测已显示其大气含甲烷和二氧化碳，且处于恒星宜居带内。

科学家将其归类为 Hycean行星 ：即表面被液态水海洋覆盖，外层包裹富氢大气层的特殊天体。

但真正让团队震惊的，是今年通过JWST中红外仪器（MIRI）捕捉到的新信号。与2023年使用近红外仪器（NIRISS/NIRSpec）的初步数据不同，这次在6-12微米波长范围内，DMS和DMDS的分子特征以三西格玛置信度（99.7%可靠性）被捕获。研究负责人、剑桥天文学家Nikku Madhusudhan表示：这次信号跨越了不同仪器和波长，独立验证了此前的推测。

DMS和DMDS属于硫基有机分子家族。在地球上，它们主要由海洋浮游生物代谢产生，大气浓度通常低于十亿分之一。但在K2-18b的大气中，这些物质浓度预计超过百万分之十，是地球的千倍以上。 这既可能暗示微生物活动的存在，也可能指向未知的非生物化学反应。

科学家通过行星凌日法分析大气成分：当K2-18b从其恒星前方穿过时，部分星光会穿透大气层，不同分子吸收特定波长的光线，在光谱中留下指纹。韦伯望远镜的极高灵敏度，使得检测这些微弱信号成为可能。

尽管数据令人兴奋，团队强调尚未达到科学发现的黄金标准——五西格玛置信度（错误率低于0.00006%）。目前观测时长仅需再增加16-24小时即可达标，但Madhusudhan指出： 即使证实DMS存在，仍需排除非生物成因可能， 例如火山活动或恒星辐射是否能在富氢环境中催化硫基分子生成。

合作研究者Savvas Constantinou比喻：这就像侦探发现凶器指纹，但还需排除栽赃可能。团队正在设计实验室模拟极端环境下的化学反应，同时筹备后续观测。

如果最终证实这些分子源自生命活动，K2-18b将成为首个具备生物特征的系外行星。 其富氢大气下的海洋环境，可能孕育出与地球截然不同的生命形式，这将迫使人类重新定义生命存在的边界条件。

蓝条带是DMS和DMDS的吸收分布，黄色是从K2-18b得到的数据

（图片来源：剑桥大学）

课代表总结： 难道……有生之年？

02

发光的试剂让枪击残留物无处可藏

当子弹射出枪膛，一种肉眼看不见的金属粉末会附着在射击者身上——这就是枪击残留物中的铅元素。最近，阿姆斯特丹大学的Wim Noorduin和Arian van Asten团队开发出一项黑科技： 只需喷一喷试剂，就能让铅粒子发出荧光，连洗十次手都逃不过检测！ 这项最近刊登在《国际法医学》上的研究，连警察都直呼真香。

传统检测枪击残留物的方法需要把样本送进实验室，动用昂贵设备分析数小时。而新方法只需三步： 喷试剂→照紫外线→看发光 。其核心是一种改造版钙钛矿材料——这种常用于太阳能电池的半导体，遇到铅元素会发出绿色荧光。

研究者称，他们给试剂加了特调配方，专门锁定枪击残留物中的铅原子。普通环境中的铅（比如餐具、油漆）也会发光，但新型试剂对枪击残留物的灵敏度高出十倍，连0.1微米的铅颗粒都无处遁形。

为了验证效果，博士生Kendra Adelberg抱着棉布靶子冲进射击场。用9毫米全金属被甲弹连开数枪后，她和同事发现：射击者即使用肥皂搓手十遍，指尖依然闪着幽幽绿光。这对抓捕试图销毁证据的嫌疑人堪称神器。 站在两米外的围观群众手上也会沾到铅粉，提醒警方辨别真凶与路人。 不同距离射击会在衣物上形成独特荧光图案，帮助还原开枪位置。

阿姆斯特丹警方法医专家Bente van Kralingen激动表示，这简直是现场勘查的作弊器。以前要带回实验室分析的弹孔鉴定，现在当场就能出结果，连衣服上的微量铅痕都清晰可见。

研究团队创立的公司已把这项技术做成便携检测盒。除了破案，它还能变身 环境监测仪 ：一滴水就能测出铅污染，灵敏度比传统方法高100倍。

距离数米的人身上也能检测出荧光（图FGH），用肥皂彻底洗手后也能检测到（图CD）

课代表总结： 好在现在没有含铅汽油了，不然犯罪现场在大街上的话，满大街都得是荧光……

03

科学家首次捕捉超辐射相变瞬间

日前，莱斯大学团队在《科学进展》发表重磅研究，首次直接观测到理论预言半个世纪的超辐射相变（SRPT）。 超辐射相变 就像一场不约而同的广场舞： 当两个量子粒子群突然同步波动，无需外部触发就形成全新物质态。 这种现象源于量子真空涨落与物质波动的相互作用，但过去50年始终停留在理论阶段，甚至被质疑违反物理学的禁戒定理（no-go theorem）。

研究团队负责人Dasom Kim揭秘突破关键：我们让晶体中铁离子和铒离子的自旋系统玩起了“量子双人舞”。自旋是粒子自带的属性，在外界磁场下能表现出小磁针的特点，当它们集体波动形成磁振子（magnon）波时，就能绕开传统光量子系统的限制。

实验中使用高纯度晶体作为“广场”，吸引前来跳舞的粒子。在7特斯拉超强磁场（地球磁场的10万倍）加持下，铁离子的磁振子扮演量子涨落角色，铒离子自旋则成为物质波动。通过先进光谱技术，科学家捕捉到标志性信号—— 一个自旋模式能量消失，另一个出现明显拐折， 与超辐射相变的理论预测完美吻合。

博士生Sohail Dasgupta回忆理论建模时的心跳时刻：当计算结果与实验数据严丝合缝，那种激动就像中了大奖。日本横滨国立大学合作者Motoaki Bamba建立的数学模型，在此次突破中起到关键作用。

这项发现不止验证了半个世纪前的预言，更打开了量子技术的新维度。 由于在相变临界点附近，系统会自发形成量子压缩态，将测量精度提升数个量级，因此可以被用来设计新的量子传感器。另一方面，超辐射态的集体量子特性可增强量子比特稳定性与运算速度，这为量子计算机的发展提供了新思路。

捕获新量子态的实验装置

（图片来源：莱斯大学）

课代表总结： 居然笑着做实验，肯定是摆拍！（误）

参考文献：

Dasom Kim, Sohail Dasgupta, Xiaoxuan Ma, Joong-Mok Park, Hao-Tian Wei, Xinwei Li, Liang Luo, Jacques Doumani, Wanting Yang, Di Cheng, Richard H. J. Kim, Henry O. Everitt, Shojiro Kimura, Hiroyuki Nojiri, Jigang Wang, Shixun Cao, Motoaki Bamba, Kaden R. A. Hazzard, Junichiro Kono. Observation of the magnonic Dicke superradiant phase transition. Science Advances, 2025; 11 (14) DOI: 10.1126/sciadv.adt1691

04

大吉大利，实验室吃鸡：培养皿里“长”出麦乐鸡

东京大学的Shoji Takeuchi团队近期在《细胞》旗下期刊《Trends in Biotechnology》发表的成果，或许能让实验室里长出牛排的愿景离现实更近一步。他们通过模仿人体循环系统的空心纤维生物反应器， 成功培养出重量超过10克、厚度达厘米级的鸡肉组织。

传统细胞培养技术面临一个天然限制： 动物细胞之间有接触抑制。 当细胞聚集成超过1毫米厚的组织时，仅靠营养液扩散无法满足内部细胞的生存需求，导致组织坏死。这也解释了为什么此前的人造肉多呈碎肉状，难以模拟牛排等整块肉的质感。

Takeuchi团队从人体循环系统获得灵感，将透析机和水过滤器中的空心纤维引入生物反应器。这些半透膜纤维直径不足毫米，却能像毛细血管一样输送氧气和养分，同时排出代谢废物。在实验中，团队设计了包含50根空心纤维的阵列式生物反应器（Hollow Fiber Biioreactor, HFB），成功培育出结构紧密的鸡骨骼肌组织。

更值得注意的是，他们通过机器人辅助系统组装出包含1,125根纤维的升级版HFB， 利用鸡成纤维细胞培养出重量突破10克的人造肉块。 这种自上而下的策略让细胞在三维空间中定向排列，不仅提升肌肉组织的收缩能力，还改善了口感相关的质地特性。

Takeuchi指出，这项技术的关键突破在于解决了 厚组织灌注难题 。通过微米级精度的纤维排布，营养物质能均匀渗透到每个细胞。

团队甚至发现，某些纤维排列模式可以诱导细胞自主形成类似天然肌肉的束状结构。这种仿生设计不仅适用于食品领域，还可能推动再生医学的发展——例如构建可供移植的人工器官，或是用于药物测试的类器官模型。

在人造肉商业化方面，该技术展现出独特优势。 相较于依赖动物干细胞或复杂血管工程的传统方法，空心纤维系统更具可扩展性。研究者用家用滤水器材料举例：如果未来能开发出可食用或可回收的纤维材料，将大幅降低生产成本。

不过目前仍存在技术瓶颈，例如如何在不损伤组织的前提下移除纤维，以及提升氧气在更大组织中的传输效率。Takeuchi透露，团队正在探索人造氧载体（模拟红细胞功能）和纤维束整体移除技术。

这项研究也打开了跨学科合作的想象空间。在生物混合机器人领域，具备收缩功能的工程化肌肉组织可能成为新型驱动元件；在再生医学中，带血管网络的人工组织或能解决器官移植的供体短缺问题。不过研究者坦言，要完全模拟天然肌肉的机械性能仍需要突破，例如如何让培养细胞形成更复杂的神经-肌肉连接。

很难想象，这块鸡肉是在实验室的培养皿里长出来的

（图片来源：东京大学）

课代表总结： 麦乐鸡能长出来，巧克力新地凭什么长不出来？

05

四万年前的防晒秘笈

从影视作品中，我们能得到的关于古人类的刻板印象，往往是穿着草皮衣服，脸上抹着奇怪的颜色，手持石斧朝你杀来。但密歇根大学团队在《科学进展》发表的研究显示，人类祖先脸上涂抹的颜料事实上是他们的防晒保命神器。

在地球遭遇史上最强紫外线暴击时，人类祖先早已用矿物颜料、定制衣物和洞穴庇护所组成了一套史前防晒系统 ——这或许解释了为何现代智人能熬过地球磁场大崩溃，而尼安德特人却消失在地球舞台。

约4.1万年前，地球经历了一场名为 拉尚漂移 （Laschamps Excursion）的地磁倒转事件。此时的磁场强度骤降至现在的10%，相当于地球的宇宙防护罩突然漏了个大洞。来自太阳的带电粒子长驱直入，极光能出现在赤道地区，欧洲和北非的紫外线指数飙升到现代的十倍。

强烈的紫外线辐射不仅会灼伤皮肤，还会破坏DNA中的叶酸——这种关键营养素一旦缺乏，可能导致胎儿神经管畸形甚至死亡。

研究团队负责人Agnit Mukhopadhyay通过三维磁层模型发现，当时的辐射热点区域与考古记录中的智人活动区高度重合。有趣的是，这些区域出土的赭石使用量突然激增，同期还出现了骨针、刮削器等专业缝纫工具。

人类学家Raven Garvey指出， 这场辐射危机可能催化了服装技术的飞跃。 现代智人留下的微型骨针（最短仅2厘米）和带眼骨锥，暗示着他们能缝制贴合身体的衣物。这种技术不仅保暖，还意外成为物理防晒装备——致密的织物层可阻挡约75%的紫外线，远比尼安德特人披挂的兽皮更有效。

考古证据显示， 尼安德特人从未发展出系统的缝纫技术。 他们的工具组合以重型石斧为主，适合处理厚毛皮而非精细缝制。当紫外线穿透稀松的毛皮直达皮肤时，持续累积的DNA损伤可能削弱群体繁衍能力。这或许能解释为何在Laschamps事件后，欧洲大陆的尼安德特人种群迅速萎缩。

除了物理防护， 智人还解锁了矿物防晒技能。 赭石这种含铁氧化物早在30万年前就被原始人类用作颜料，但在辐射危机期间，它的使用频率突然翻倍。实验显示，将赭石粉末与水混合涂抹皮肤，其防晒系数（SPF）可达15-30，堪比现代矿物防晒霜。

值得注意的是，智人此时开始大规模利用洞穴系统。法国肖维岩洞的赭石壁画、德国洞穴中密集的火塘遗迹，都指向这些天然石屋不仅是艺术工作室，更是躲避日间辐射的生存堡垒。研究模型显示，在正午辐射峰值时段躲入3米深的洞穴，紫外线暴露量可减少97%。

Mukhopadhyay团队建立的磁层模型显示，若类似事件发生在今天，全球通讯卫星将集体失灵，电网系统可能瘫痪数月。虽然人们现在已经有了更好的防晒方式，但依然难以轻松抵御这种级别的灾难。

艺术家想象中的智人祖先如何躲避太阳辐射

课代表总结： 裸猿终于出息了一回。

来源：东窗史谈一点号