《物理评论A》

两个相互作用冷极性分子的转动性质

英国格拉斯哥大学的J?觟rg B. G?觟tte团队对两个相互作用冷极性分子的转动性质进行了研究。9月23日，相关成果发表于《物理评论A》。

科学家研究了在外部直流电场及各向异性偶极-偶极相互作用影响下，两个静态极性分子的势能曲线和偶极矩的极化情况。

为考虑分子的转动自由度，研究人员将分子建模为量子刚性转子，并选取了一系列线性、对称和不对称顶部分子进行研究。

研究人员全面考察了不同分子间距离和电场方向下能量曲线和偶极子的极化情况，发现当分子间距离较小时，分子的性质依赖于电场方向，这凸显了考虑分子转动的重要性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.110.033323

《国家科学院院刊》

融雪持续时间控制阿尔卑斯山积雪中的红藻繁盛

9月23日，法国国家气象研究中心Léon Roussel在美国《国家科学院院刊》发表论文，报道了融雪持续时间可控制欧洲阿尔卑斯山积雪中的红藻繁盛。

藻类占据了多种栖息地，包括冰雪环境，在那里，它们可以开出红色的花朵。这些变化降低了雪的反照率，加速了雪的融化，并可能反作用于气候变化导致的积雪和冰川减少。量化这种反馈需要理解藻类随气候变化的演变，然而，人们对红藻藻华的成因知之甚少。

研究人员开发了一种算法，分析了欧洲阿尔卑斯山5年的卫星数据，并将藻华事件与颜色类似的撒哈拉沙漠沉积物分开。接着，他们将藻华的发生与气象数据和降雪模拟相结合，以确定藻华的驱动因素。结果表明，藻类从地面向上迁移和开花需要液态水在整个雪柱中存在至少46天。有限的数据表明，适度的灰尘提供了有利于开花的营养物质，大量的灰尘加速了融雪并将其持续时间缩短至开花所需的阈值以下。

在研究期间，藻华覆盖了1.3%的海拔1800米以上地区，将这些地区的融雪日期提前了4至21天。在气候变暖情况下，最大积雪量将减少，而控制藻华发生的融雪持续时间对全球气温上升不太敏感。在这方面，藻华对融雪的影响要么保持稳定，要么降低。因此，阿尔卑斯山的藻华并不构成积极的气候反馈。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2400362121

元古代地球增强的变质二氧化碳释放

美国佛罗里达州立大学E. M. Stewart团队报告了元古代地球增强的变质二氧化碳的释放。9月23日，相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。

岩石变质作用在地质时间尺度上释放出大量的二氧化碳，潜在驱动着长期的全球气候趋势。碳酸盐沉积物的性质和地壳热状态，对变质二氧化碳的释放效率起着重要的控制作用。因此，变质二氧化碳的脱气很可能在整个时间内都不是恒定的。

元古代地球的特点是含有大量白云石的混合碳酸盐-硅酸盐岩和较热的地壳结构，热液状态高，这两种状态都可能促进变质脱碳。热力学相平衡模型预测，中元古代的变质碳通量可能是现代地球的1.7倍。

研究人员使用分析和数值方法估计其对元古代碳循环和全球大气成分产生的影响。与现代的脱气速率相比，这种增强的变质二氧化碳释放可以在地球早期生命扩张期间，造成更强的温室效应，使全球气温升高。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2401961121

《细胞》

科学家发现药物治疗使肠道微生物出现群体行为

德国欧洲分子生物学实验室的Athanasios Typas等研究人员发现了药物治疗下肠道微生物群体行为的出现。9月24日，相关论文在线发表于《细胞》。

研究人员比较了30种药物对32种合成群体的影响，及其对每个群体成员单独作用的影响。尽管大多数单个药物-物种相互作用在群体环境中保持不变，但在所有测试案例中，有26%出现了群体行为。在群体中，药物敏感物种受保护现象（交叉保护）发生的频率是交叉敏感（相反现象）的6倍。

随着药物浓度升高，交叉保护减少而交叉敏感增加，这表明当扰动增强时，微生物群落的韧性可能会崩溃。通过对药物处理的群落进行代谢特征分析，研究表明药物的生物转化和生物累积在机制上均有助于群体保护。

作为原理验证，研究人员在分子层面解析了一个显著案例——表达特定亚硝基还原酶的物种降解了尼克洛沙胺，从而保护了自己和敏感的群体成员。

药物可以直接抑制肠道细菌生长，但这种相互作用在复杂群体环境中的表现仍然是一个谜。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.037