未来之城

最近，西班牙国家公园里的青蛙，蟾蜍和蝾螈死于一种可怕的疾病，数量空前使它们内出血，这只能被描述为青蛙埃博拉病毒。

这种疾病的核心是一种叫做ranaviruses。这些病毒通常只感染两栖动物，但与以前只感染一个物种的病毒不同，这些新病毒不分青红皂白地杀死所有种类的两栖动物，甚至是捕食受感染青蛙和蟾蜍的爬行动物。伦敦大学学院的斯蒂芬·普莱斯向凯特·阿尼解释了发生的事情。

斯蒂芬- 2005年，公园的护林员首次观察到大规模死亡事件。严重的疾病席卷了整个两栖动物群落，所以在国家公园里发现的六种常见两栖动物都出现了全身性出血。这种病毒似乎会影响大多数主要组织，也会导致全身出血，这实际上意味着全身出血。所以，两栖动物可以吐血，血可以从两端流出。

在这篇论文中，你到底在看什么，你发现了什么?

Stephen:第一个问题是，是什么导致了这些感染?我们发现了一种相当新颖的病毒谱系，它似乎具有预先存在的能力，可以感染欧罗巴平原上所有两栖动物。此外，我们还报道了一条以两栖动物为食的蛇也死了。

你的研究告诉我们这些病毒可能来自哪里?

史蒂芬:目前很难确定这些病毒的起源，但这些病毒与一些中国病毒非常密切相关的事实表明，病毒的传播确实存在长距离的国际因素。

凯特-青蛙不倾向于国际间移动。那么，你认为是什么在传播这种病毒?

斯蒂芬:我们在欧洲之角的多个地点看到了几乎同时出现的情况，这些地点被崎岖的山地景观隔开了许多英里。所以，就像你说的那样，这幅图与两栖动物扩散到这么远的地方的图不一致。当你考虑病毒在全球范围内的关联模式时，你需要考虑其他因素，以及我们所知道的关于病毒在全球范围内易位的其他事情。因此，在交易和养殖的两栖动物中出现了病毒，这表明人类在将这些病毒带入该地区方面发挥了重要作用。

这听起来对两栖动物种群来说是个坏消息，如果这种病毒在全球范围内传播得非常快，可能是由人类传播的，它会导致许多不同物种的毁灭。我们能做些什么呢?

这是一个相当严重的情况，对两栖动物来说是一个非常严重的情况。所以，一旦野生池塘建立起来，很难知道如何解决感染问题，除了把所有被感染的动物从这个地方移走，这是一个非常艰巨的任务，而且可能不会很受欢迎。所以，我认为我所能看到的最好的方法就是努力更好地了解这些病毒是如何在全球和本地传播的。所以，这绝对是我在研究中要追求的东西。

当大脑学习时，它会产生新的细胞，称为少突胶质细胞。这是他们的工作包裹和支撑神经纤维。如果这个过程被阻断，那么学习就无法进行，正如Bill Richardson向Chris Smith解释的那样。

比尔:许多神经科学家一直在解决的问题是，大脑是如何工作的，我们是如何学习和记忆新事物的——新的移动方式，新的实用技能?当你学习新东西的时候，你的头脑中一定会有一些变化，但是没有人知道那是什么。以前，人们认为学习实际上是神经元的事情。神经元是大脑中通过电信号相互交流的细胞。它们沿着长长的线发送信号，就像电线一样，被称为轴突。但我们最近发现大脑中另一种细胞叫做少突胶质细胞。它的作用是隔离神经元的神经线或轴突。它们把自己裹起来，就像把睡袋裹在斯诺克球杆上一样。现在，我们发现这些细胞在老鼠的成年生活中继续形成。人类的核磁共振成像(MRI)也有证据表明，脑白质是轴突聚集的地方。 Those continue to grow throughout human life. guessing that that might be something to do with oligodendrocytes. We decided to test the idea directly that new oligodendrocytes are required for learning complex skills in mice. So, we first of all setup a test of learning ability in mice and mice loved to run on wheels and mice will run the equivalent of 5 to 7 km every night. What we did was, we removed rungs in a quasi-random pattern to create a more difficult task.

克里斯-这些是轮子上的横档。因此，老鼠不需要每次都重复地向前移动一段已知的距离，它们必须再次猜测是否缺少了一个梯级，并相应地调整它们的步幅。

比尔:完全正确。他们有严重的困难，当你看着他们，移动这些，你会惊讶于他们居然坚持了下来。但是他们做到了，他们坚持了下来，在一个星期内，他们在这些轮子上跑得和在普通的简单轮子上跑得一样快。

克里斯-这是通过调整他们的跑步技术。他们必须学会以一种新的方式移动，以弥补缺失的梯级。

比尔:没错。

克里斯:那么，在为这些老鼠设计了这个相当棘手的运动学习任务之后，你如何判断这些少突胶质细胞是否参与其中?

比尔:嗯，这个想法很简单。如果你阻止新的少突胶质细胞形成，那么它们就不能学习。我们设计了一种遗传技巧，让老鼠正常发育到成年，然后注射一种药物来打开基因开关，删除新少突胶质细胞形成所需的基因，而不影响以前形成的少突胶质细胞。

所以，如果你的理论是正确的，学习涉及到这些少突胶质细胞建立新的联系等等，如果你阻止大脑中新的少突胶质细胞的产生，你就会损害学习。这就是你发现的吗?

比尔:这就是我们发现的。这些老鼠在学习在这个复杂的轮子上奔跑时受到了严重的损害。

Chris -所以，这些少突胶质细胞因为删除这个基因而受到影响，它们来自大脑中产生新的少突胶质细胞的某种干细胞，你阻止了这种情况的发生，因此你损害了未来的学习但你不会改变已经建立的学习，你已经知道的东西。

比尔:没错。这些新的少突胶质细胞是由前体细胞形成的，有点像干细胞，这些细胞在我们的大脑中非常多。它们约占我们所有脑细胞的5%最初，为什么我们成年后的大脑中会有这么多这些前体细胞，这是一个谜。它们的存在显然是为了提供新的少突胶质细胞来学习新的实际任务，也许它们也参与了其他类型的学习，比如算术学习之类的。

克里斯:那么，你认为你的发现意味着什么?

比尔:我们所发现的是一个额外的改进，但它仍然是必不可少的，它为我们提供了一个新的目标，也许这将使我们能够及时调整学习，也许增强学习，或者因为很难忘记事情。一旦你学会了骑自行车，你就永远不会忘记。坏习惯也很难忘记。所以，也许如果我们可以操纵少突胶质细胞，我们可以更容易地忘记坏习惯，并以更好的方式重新学习它们。

随着越来越多的人每天搬到城市，他们将住在哪里?一个主要的选择是建立。但是，随着钢铁价格的攀升，工程师们正在寻找另一种生长在树上的资源。木材的强度或硬度不足以用于超过一定高度的建筑。但剑桥大学的一个研究小组正在努力改变木材的分子特性，使其适合建造摩天大楼。Georgia Mills采访了项目负责人Michael Ramage。

迈克尔:我们正在做一个使用天然材料的项目，特别是用植物来建造大型建筑。这个很短的故事是从种子到摩天大楼。我们希望能够对木材进行改造，使其足够坚固，可以使用一生，并在大型摩天大楼的力量下工作。

乔治亚州——为什么要把它从钢筋和混凝土里改过来?为什么我们需要木制摩天大楼?

迈克尔:嗯，我们认为木材是钢铁和混凝土的一个很好的替代品，原因有很多。它是一个碳汇。木材在生长过程中吸收二氧化碳，并将其作为木材本身的结构材料储存起来。世界上的钢铁是有限的。所以，我们需要找一些东西来代替它。世界上有越来越多的木材，这些是农作物林。它们不是原始森林。一般来说，人们对木材的感觉很好。它们在木头里感觉很舒服，周围都是木头。所以，我们认为从长远来看，这将有助于建造更好的建筑。

乔治亚-那么，为什么我们还没有木制摩天大楼呢?

迈克尔:我们没有木制摩天大楼，主要是因为钢铁和混凝土是建造摩天大楼的好材料。所以，我们不需要弄清楚如何用木头制作它们。伍德在国内的表现非常出色。所以，几百年来，人们一直很高兴地这样做。但我们正在达到一个临界点，我们需要对木材进行更多的创新，做一些以前没有做过的事情。

乔治亚-如果你现在尝试用木头建造摩天大楼会发生什么?

迈克尔:目前最高的木质摩天大楼有10层。我们设计了一座70层的高楼，但我们知道它会倒塌。我们设计它的部分原因是为了弄清楚它是如何以及为什么会坍塌的，这样我们就能更好地了解木材需要什么样的特性才能使这种规模的建筑成为可能。木材在拉伸和压缩方面都很好，所以当你沿着木材的长度拉它或推它时。但是如果你沿着长度推——想象一下挤压树干。它不是很烈。所以，用专业术语来说，我们称之为垂直于颗粒。所以，这需要变得更强。木材很有弹性，所以我们需要把它做得更硬一些。如果你想想暴风雨中的一棵树，大多数时候，它们不会倒下，但它们在风中会弯曲很多。 Buildings can't do that because people would get sick.

乔治亚州:我们从树上找木材。你到底要怎么改变它的性质呢?

Michael -我们来看看改变它们属性的两种方法。我们会从生化的角度和化学的角度来看。因此，生化方法将着眼于细胞本身。从我们对植物和植物科学的了解中，我们是否可以从基因上鼓励树木拥有更强壮的细胞。化学上，我们会观察同样的细胞，看看我们是否可以通过化学方法使细胞壁更坚固，或者使不同细胞之间的联系更坚固。如果我们能做到这一点，我们就能使木材的微观特性更好，我们将寻找一种转化为大规模特性的方法。我们同时关注科学和工程的每一个方面。所以，我们正在研究细胞的微观尺度。与此同时，我们正在研究超大规模的建筑设计。我们以微生物学家、生物化学家和结构工程师之间的一些非常有趣的对话结束，因为一开始，我们说的是不同的语言，但我们都在研究同样的材料。 Those conversations we think are a new approach to thinking about the material.

乔治亚州——我知道在一些人的脑海里，木头肯定和火联系在一起。这些建筑在可燃性方面是否会带来额外的风险?

迈克尔-这是我们需要解决的问题。这些非常大的木制建筑根本不易燃。任何生过营火的人都知道，我们必须用小火种点燃它，没有任何帮助，大木头是不会燃烧起来的。所以，大型木制建筑从来不会着火。它们烧焦了，但我们知道它们烧焦了多少。这是有据可查的，所以我们只是把结构做大一点，然后烧焦的木头实际上是内部结构材料的绝缘体。有一些例子表明，在非常大的火灾中，木材的表现优于钢铁。

乔治亚州——你认为我们要多久才能看到第一座木制摩天大楼?

Michael -我们很希望在未来的5到10年内看到一个。有来自世界各地的20、30层木结构建筑的设计。目前还没有人完成，但可以肯定的是，在未来5年内，我认为这是有可能的。

大城市的一个问题很简单，就是如何处理所有的垃圾。在伦敦，19世纪的大恶臭是由于人口增长导致未经处理的污水直接排入泰晤士河造成的。这促使约瑟夫·巴泽尔杰特(Joseph Bazalgette)在19世纪50年代建造了伦敦的下水道，以净化这座城市，这些下水道在多年里运转良好。但是现在，人口增长到了一定程度，同样的事情再次发生，未经处理的污水流入泰晤士河。为了防止另一个大恶臭，伦敦的泰晤士水务公司宣布计划建造一个新的超级下水道，称为泰晤士潮汐隧道。乔治娅·米尔斯前往艾比·米尔斯泵站，与泰晤士潮道隧道的首席执行官安迪·米切尔交谈，以了解我们为什么需要一个新的下水道……

安迪:当巴泽尔杰特建造我们在这里看到的下水道系统时，伦敦的人口大约是200万。他很有远见，为拥有400万人口的伦敦建立了一个容纳能力。我们现在的问题是，我们有超过800万，在过去的15年里，人口在不断增加。当然，这不仅仅是人口和污水的数量。我们现在的人均用水量比这些设计完成时要多得多。当然，还有更多的建筑。随着时间的推移，越来越多的自然土地被混凝土覆盖。所以，很多通常会进入地下的径流不能再进入地下了，它们都进入了巴泽尔杰特的污水系统。

乔治亚州——当污水处理系统无法处理被冲走的大量物质时，会发生什么?

安迪:下水道系统同时吸收污水和地表水径流。随着水量的增加，我们又开始看到未经处理的污水被排入泰晤士河。现在，在正常年份，平均每年，大约有3900万吨污水进入泰晤士河。去年是5500万。除非我们采取措施，否则情况只会越来越糟，河流的状况也会越来越糟。

乔治亚州——这是经过预处理的污水。这是人们从厕所里冲下来的东西，最后流入我们的河里。

这是未经处理的污水，直接排入泰晤士河。

乔治亚-那么，我们对此采取了什么措施?

安迪:大约10年来，泰晤士水务公司一直在制定一项计划，建立一个新的能力来拦截所有这些溢出的水。它以一条新隧道的形式出现，一条新的下水道在河下，沿着河流的线，它一直延伸到塔山，在那里它穿过我们现在在艾比米尔斯的地方，与前几年建成的主要隧道相连。所有这些措施的综合效果是阻止目前流入泰晤士河的大部分溢流，将所有溢流的污水捕获，并最终将其输送到贝克顿污水处理厂，该污水处理厂已经升级，以处理额外的容量，这样我们就不会再看到泰晤士河中的污水了。

乔治亚州——这个超级下水道将长达25公里，将穿过伦敦，从泰晤士河下面穿过，一直延伸到贝克顿的污水处理厂。但是处理所有这些废物会消耗大量的能源。但事实证明，人们确实把一种能源扔进了下水道。污水的主要成分包括脂肪、油和油脂，也就是所谓的雾，它们的含量非常高，造成了代价高昂的地下堵塞。但2OC是一家公司，他们把这些富含石油的脂肪转化为燃料，为污水处理厂提供动力。我去采访了来自2OC的Richard Liden，以了解废物是如何不再被浪费的。

理查德:我们现在在伦敦东部的贝克顿，在我们面前，你可以看到墙后的巨大的发动机棚。有一个巨大的二冲程船用柴油发动机，通常是在超级油轮上安装的那种。但正如你从它前面那些巨大的钢罐中看到的，那是燃料。这将来自著名的雾、脂肪、油和油脂，这台巨大的二冲程发动机将全天候运行，通过私人电线向附近的贝克顿污水厂和英国唯一的海水淡化厂提供可再生能源。

乔治亚-跟我说说这些雾，脂肪和油脂。他们来自哪里?

理查德:脂肪，油和油脂，我必须向任何正在吃东西的人道歉。它们基本上是食品工业和餐饮业的废物，最高档的是高质量的二手食用油，然后是淤泥，非常油腻的可怕的东西。很多油脂最终进入了污水管网。我在泰晤士水务公司(Thames Water)的可怜朋友会告诉你，每年，他们有大约4万起下水道堵塞事件，原因是(恶心!)下水道管道里堆积的脂肪造成堵塞，污水倒流，造成最糟糕的混乱。他们每月要花费大约一百万英镑来清理那些积聚在污水管网中的油脂。

乔治亚州:我听说过这些，其中一些非常大。他们实际上被称为“父亲”，不是吗?

理查德:是的。这个词是泰晤士水务公司用来形容这些怪物的。泰晤士河派人到下水道里去他们带着镐和铲子，带着高压水管，他们从砖墙和管道的侧面，把堆积起来的脂肪轰出去。有点像脂肪在血管周围积聚的方式。这绝对是卑鄙的，但他们把它砍掉了。它下降到污水流中，然后可以收集和去除。

Georgia -那么，在这个引擎出现之前，这些“父亲”们发生了什么?

理查德:嗯，另一个被填埋了，或者现在，我们用它们来制造液体燃料，这样可怕的污泥和淤泥就可以转化为可再生能源。

乔治亚-那么，你如何从这些脂肪中获得能量呢?

理查德:嗯，如果你想一下脂肪是什么样子的，如果你把它融化，它是相当易燃的。所以，如果你把它收集起来，离心，从中得到很多水，过滤出来，好吧，我们在礼貌的公司，我们可能不会讨论你必须得到的东西，如果它是在下水道里完成的。你可以把它变成燃料。我们这里的引擎可以处理非常低质量的燃料。它不一定是像柴油或汽油这样的精炼产品。我们的制造商对我们说，“如果你能熔化它，这个引擎就能燃烧它。”这就是我们正在做的。

格鲁吉亚-将这些脂肪离心并从中提取所有产品所需的能量，当你燃烧它时，它还能提供足够的能量来证明这一切吗?

理查德:当然。从这里发出的电量可以供4万个家庭使用。更重要的是，这是基载电力，所以它全天候发电。它不像大多数可再生能源那样是间歇性的。就像我说的，因为污水处理厂只有一公里远，我们可以把电力输送到地下，这意味着你也减少了传输损失如果是架空电缆的话。我认为浪费的时代已经结束了，现在废物是一种资源。这意味着，即使是表面上看起来很疯狂的事情，那些从餐馆里被扔掉的东西，或者(上帝保佑我们)被扔进下水道的东西，我们也得做点什么。我们不能就这么把它扔进垃圾填埋场。如果我们能利用这些可怕的黏糊糊的东西来发电和供热，那么，这只是我们未来必须采取的可再生能源组合选择之一。

乔治亚州——除了这个用可再生能源供电的工厂外，人们还希望新的超级下水道能让泰晤士河再次变得干净。也许就像安迪·米切尔解释的那样，在开业3个月后……

安迪:我们修建隧道的目的是收集最具破坏性的溢流，并限制流入泰晤士河的是非常稀释的雨水，这种雨水的危害要小得多，也不那么明显。

乔治亚州-下水道什么时候开始运作?

安迪:如果你愿意的话，我们打算在2023年把它打开。有趣的是，如果你在夏天把一只橡皮鸭放在哈默史密斯的泰晤士河上，它需要大约3个月的时间才能出海。在第一次涨潮时，潮水可以从哈默史密斯一直流到塔桥。但是，当然，当潮水来的时候，它又回来了，它结束在离它开始的地方500或600码的地方。当然，这也是污水的作用。顺流而下的时候，它会顺流而下，杀死沿途的鱼而那些在顺流而下的时候没有被它杀死的鱼，它会在逆流而上的时候把它们抓起来。所以，这是一个非常具有破坏性的影响。但是如果你想一下这三个月，这意味着一旦我们打开下水道，在三个月内，泰晤士河将会有几代人以来第一次没有污水。