本周我们有一个来自西澳大利亚州珀斯的特别节目。克里斯·史密斯探索进口固氮豆科植物是否能解决珀斯土壤肥力不足的问题维多利亚·吉尔进行了一次科学捕鱼之旅，看看黑鲷鱼种群如何能让我们了解河口的健康状况。另外，花园是否能解决保护金伯利原生植物的问题?新闻里有，第一次对黑洞磁场的测量，鱿鱼皮如何帮助我们躲避红外摄像机，大卫·贝克汉姆能告诉我们关于弹钢琴的什么?
在这一集里
法医考古
凯特-我不知道你有没有看《时间团队》，但本质上，托尼
罗宾逊出现在你的后花园，发现了一堵墙的一部分，这是15号的一部分th世纪修道院之类的。但同时，在很多考古项目中，你会看到他们发现了骷髅，人类遗骸，可以追溯到中世纪甚至更早。
现在，如果你曾经见过他们揭开一具骨架，你会看到他们刷掉土壤，慢慢地露出骨头，然后把它们拿出来。这些骨头可以告诉我们很多关于这个人的生活方式，他们的样子，他们的身高，以及他们所患的疾病。但你从来不看土壤，它们被手推车运走，扔到某个地方。然而，本周丹麦的一些科学家表示，这样做是错误的。土壤实际上也能告诉我们很多关于人类如何生存和死亡的信息。
所以，当我们死后，我们被埋葬了，我们的身体和软组织腐烂了，只剩下骨头。但他们说的是，我们组织中的所有化学物质和有机化合物都会进入土壤。其中很多会与周围的土壤发生反应，或者被地下水冲走，但其中一些，尤其是他们正在研究的汞，会留在周围。如果你能在软组织所在的土壤中找到这些元素而不是在软组织周围的土壤中，你就知道这些元素肯定来自腐烂的尸体。
现在，水银在中世纪被用来治病。我们今天知道它是非常有毒的，但它曾经被用作治疗许多不同疾病的药物。长期以来，考古学家一直能够测试人们的骨头，看看他们是否被注射了水银。但这只能告诉我们他们是否在死前几年被给予了水星。所以，他们要么有，要么没有。他们可以用这种新的土壤分析方法来做的是，他们可以观察这个人曾经的肺、肝脏和肾脏周围的特定土壤。这可以告诉我们它们是在多久前被送到水星的，以及它们被送到水星的频率。
多米尼克:所以，这是因为水银在身体周围被运送，根据它到达的距离，你知道它在血液中需要多长时间。
凯特:我们知道体内的毒素，当它们从血液中排出时，会留在肝脏和肾脏中，这是我们身体的两个器官，它们负责清除血液中的毒素。
所以，汞以蒸汽的形式被摄入，你吸入它，但实际上汞很快就被排出了我们的肺，所以你知道，如果你能在一个人的肺里发现高浓度的汞，那就是他们在死前一天，一天半被摄入了汞。
他们给出的一个案例研究是一个10岁的孩子他们发现肾脏中汞的浓度非常高，这表明他们很早以前就被注射了汞，但他们的肺部也有高浓度的汞。因此，我们可以推测，这个患有长期疾病的孩子，他们服用了汞作为治疗，但没有起作用。也许他们会在短时间内好转，但在他们死前，也就是一天左右，发生了另一件事，导致他们病得很重，他们被注射了大剂量的汞，试图让他们度过难关。但不管用，他们都死了。所以，这给了我们比以前更多的细节，这些人死前几天到底发生了什么。
多米尼克:这是一种全新的考古学方法。你必须保护这片土壤。我想一直都有这样的争论，是现在就把东西挖出来好呢，还是把它搁置10年，直到我们有了新的更好的技术。
凯特:是的。嗯，很多都是在中国这样的地方。许多兵马俑目前没有被挖掘出来，因为我们希望我们的技术在未来会变得更好。但我认为人们在这里的意思是，虽然我们可以想想这些年来我们丢弃的所有手推车的土壤和信息，如果我们现在可以采集样本，只要我们把它们保存在身边，即使我们的技术在未来得到改进，我们也可以回去看看它们。
黑洞有磁性吗?
多米尼克:这周我一直在看的一篇论文是关于对黑洞磁场的首次测量。实际上，在我们银河系的中心有一个相当大的黑洞。这是距离太阳最近的黑洞，它的质量是太阳的数百万倍。
黑洞是在恒星生命的尽头形成的。那颗恒星的所有质量都会坍缩成这个非常致密的物体没有什么能逃脱黑洞的引力。现在，我们得到了这个，我们称之为“超大质量黑洞”在我们星系的中心它实际上在将我们的星系聚集在一起方面起着相当重要的作用因为那里有巨大的质量。
凯特:所以，这是一个积极的影响。我把黑洞想象成这些巨大的空间吸尘器，把所有东西都吸进去，我想象它对我们的星系来说是一种破坏性的力量，而不是积极的力量。
多米尼克-我的意思是，如果你离黑洞太近，那绝对是个坏消息。但星系需要的是大量的引力粘合剂来将所有的质量聚集在一起。它在旋转，记住，如果没有引力粘合在一起，所有这些物质都会飞到太空中。所以，你需要很大的重力来把它们固定在一起。但问题是，黑洞有磁场吗?这是一个很难回答的问题，因为你看不见磁场。你必须寻找一些受磁力影响的物理现象。
凯特:为什么我们认为黑洞可能有磁场?
多米尼克-嗯，我们认为恒星有很强的磁场。例如，我们的太阳有很强的磁场，这就是产生太阳黑子和我们在太阳表面看到的许多剧烈结构的原因。
想象一下，当像太阳这样的恒星坍缩时，磁场就会消失，这似乎很奇怪，但如果这些黑洞有磁场，这对它们如何与环境相处非常重要。因为如果你有物质螺旋进入黑洞，这些物质会变得非常热，并进入我们称之为“电离物质”的状态。它开始发出炽热的红光。质子和电子被剥离，然后这些带电粒子感受到磁力。所以，如果这个黑洞有很强的磁场，就会影响带电物质落入黑洞的方式。如果我们想了解黑洞是如何从环境中吸收物质的，我们需要了解那些磁场，它们会对环境产生相当强的力。
凯特:那你怎么测量呢?你是否需要发射某种类似自杀式任务的卫星，以便在它被吸进去之前足够近地测量它?
多米尼克:我的意思是，问题是我们银河系的中心在数万光年之外。所以，这是一个非常困难的环境去探索，但如果你能找到一个物理现象是受磁性影响的，你可以看看这种现象是如何变化的在星系的中心部分的区域。
罗尔夫·伊藤在他本周发表在《自然》杂志上的论文中使用的技术，是研究一种叫做“脉冲星”的恒星，它是在恒星生命的最后阶段形成的。它们非常紧凑，它们的磁极会产生辐射束。碰巧的是，这些辐射束是极化的。这就像你戴着宝丽来太阳镜，光可以在两个不同的方向上振荡，而你只让一个方向上振荡的光通过。但如果光穿过一个有磁场和很多带电粒子的介质，这基本上就是黑洞周围的环境，那么普通的极化开始旋转，这是一种叫做法拉第旋转的效应。通过看它旋转了多少，就能知道磁场有多大。
直到最近，我们还没能找到任何离黑洞中心很近的脉冲星。那里可能有很多东西。实际上很难看到发生了什么，但波恩马克斯普朗克研究所的这个团队现在发现了一颗脉冲星，他们有非常有力的证据，它似乎离银河系中心很近。他们观察了脉冲星发出的光。通过观察它的光的法拉第旋转，他们推断出这个黑洞实际上有很强的磁场。现在我们已经得到了黑洞的数据，我们可以更好地完善我们的模型，了解物质如何螺旋进入黑洞。这样，我们就能更好地理解黑洞是如何从环境中吸积物质的。
快速火科学:流星
随着一年一度的英仙座流星雨达到顶峰，观星者整个星期都在仰望夜空，寻找流星。但什么是流星，观察它们的最好方法是什么?这是戴夫·安塞尔和亚历克斯·帕金-史密斯在本周的快速火科学…
流星是夜空中快速移动的闪光，通常持续不超过一两秒。
当鹅卵石大小的太空岩石与地球相撞时，它们就会出现。
鹅卵石本身太小了，看不见，但当它们进入地球大气层时，它们会加热并电离周围的空气，形成一个发光的火球。
这种热量的产生是由于鹅卵石撞击时的巨大速度——每秒几十公里，甚至比绕地球轨道运行的卫星还要快得多。
在任何夜晚，每隔几分钟就能看到流星。
但是在一年中的某些时候，当地球穿过彗星留下的碎片轨迹时，就会看到更多的彗星。
在这些流星雨中出现的流星似乎是从天空中一个特定的方向射出的，因为它们都沿着彗星的轨道沿同一方向运行。
每个流星雨都有独特的特征，这取决于特定彗星留下的碎片的大小和速度。
英仙座流星雨是最著名的流星雨之一，因为它每小时会产生大约80颗流星，其中许多都非常明亮。
-如果你要出去观察，你不需要任何特殊设备。找一个舒适的地方，凝视天空，然后等待。
-但别忘了你的眼睛需要几分钟来适应黑暗。尽可能找个最黑暗的地方，如果月亮出来了，试着把它藏在建筑物后面。
-如果你足够幸运，你可能会看到一个火球…
-特殊的流星可以像月亮一样明亮，并在它们身后留下发光的痕迹，持续一分钟!
乌贼皮隐形
美国科学家利用变色鱿鱼中的一种蛋白质，制造出一种能反射红外线的涂层，让物体模仿周围环境的红外线特征。该涂层的开发人员表示，它可以用来制造伪装，使人和车辆对红外摄像机不可见。
传统的视觉伪装可以帮助佩戴者融入背景，但众所周知，它很难躲避红外传感器。领导这项研究的加州大学欧文分校的阿隆·戈罗德斯基说:“我们正在努力开发一种可以用作可重构红外反射漆的东西，这样你就可以伪装自己了。”“市面上真的没有多少廉价、可生物降解、无毒、可以随时改变的材料。”
研究小组向自然界最好的伪装艺术家——头足类动物——寻求灵感。例如，铅笔乌贼有专门的皮肤细胞，可以反射可见光和红外线，这要归功于一种叫做反射蛋白的蛋白质。含有反射素的细胞层就像可弯曲的镜子，反射不同波长的光。通过收缩肌肉，鱿鱼可以改变这些细胞的形状，从而改变它们的颜色。
该团队使用反射薄膜制作了一种剥离的乌贼皮肤模拟物，并将其沉积在玻片上。然后，他们研究了不同的物质如何以化学方式改变和“调整”薄膜的结构和反射特性。
Gorodetsky解释说:“你可以把这些类型的胶片膨胀起来，让它们改变颜色，所以我们筛选了不同的刺激，看看我们能在可见光和红外光谱上改变多少。”
他们发现，将薄膜暴露在醋酸蒸气中会使其膨胀到足以反射红外辐射，从而使其在红外摄像机下“消失”。该技术仍处于早期阶段，但Gorodetsky认为它有望成为下一代伪装涂层。“它达到了通常用于红外成像相机的范围，所以在概念验证实验中它是有效的。”
他说，下一个挑战是找到一个更方便用户使用的触发器。“你不一定要用醋酸——它实际上是把你自己浸泡在非常浓的醋里!”他说。“我们希望找到另一种刺激——也许是机械的或电的——来引起同样的颜色变化。”
钢琴演奏中的协同发音
凯特:那么，关于弹钢琴，大卫·贝克汉姆能告诉我们什么呢?
多米尼克——你看，我不确定他是不是一个天生的音乐会钢琴家。
凯特:嗯，我不知道他的键盘技术是否和他的任意球一样好，但在这种情况下，一切都是关于他的名字。那是因为大卫·贝克汉姆是协同发音的一个很好的例子。这是我们在讲话中发现的，基本上，我们根据之前和之后的声音来改变我们发出的声音。
所以，如果我分开说他的两个名字，大卫和贝克汉姆，你可以听到我在大卫后面说一个“D”，就像他们应该的那样。但是如果我把他的全名连起来，大卫·贝克汉姆，我实际上是在说大卫·贝克汉姆。我漏掉了“D”，而是得到了“B”。如果你在家里试过，请仔细听好。让自己慢下来，看看你真正发的是什么音，你会发现你实际上发错了音。但我们没有注意到，因为我们已经习惯了。从本质上讲，我们的肌肉运动得太快了，以至于在我们开始发音的时候，我们已经超前了。
所以，我们很早就知道这种情况会发生在我们的演讲中，但是明尼苏达的科学家们做的是，他们观察了十位钢琴演奏家，其中一些是业余的，一些是专业的。他们请他们为他们演奏了14首曲子。当他们演奏的时候，他们一直在测量一些东西——他们敲击琴键的力度有多大，他们与节拍器和计时装置的距离有多近。同时，他们把电极放在他们的手上来观察肌肉的活动。
他们发现，当他们弹钢琴时，他们做的是完全一样的事情。他们使用协同发音，如何演奏音符取决于之前和之后出现的音符。所以很明显，如果你改变你敲击音符的力度，流畅度或者你演奏的节奏，你演奏音符的方式就会略有不同。这意味着，如果你在缓慢地弹钢琴，有时你只是通过一个接一个地按单个键来学习，这听起来不太像你在家里弹的曲子。你在试绿袖，听起来有点单调乏味。现在，这可能是因为当钢琴演奏者变得流利时，你没有做同样的协同发音。你用完全相同的力度和节奏单独弹奏音符，把它们放在一起演奏可以调整演奏方式，让它听起来更流畅。
濒死体验是如何产生的?
与密歇根大学的Jimo Borjigin合作
在过去，如果你的心脏停止跳动，那可能意味着你
我活不下去了。但现代医疗技术意味着许多心脏病患者能活下来，那些濒临死亡的人经常说他们经历了强光或其他奇怪的现象。到目前为止，医生们一直在努力理解其中的原因，但本周Jimo Borjigin在PNAS上发表的一篇论文中研究了这个问题。
Jimo -在文献中，我发现10%到20%的心脏骤停幸存者都有过濒死经历。有很多种。它们并不完全相同，但有一些共同的线索，比如看到明亮的光。但我甚至认为这个数字被低估了，因为很多人不敢说出他们的经历。他们害怕被嘲笑。他们不相信这真的是超自然现象，但是，即使是科学也没有提供任何答案。我可能有偏见，但我认为我们的研究可能是真正的第一次尝试，然后我相信会有更多的研究跟进。
凯特:你是如何调查濒死体验的?因为很明显，当一个人有濒死体验时，我们通常有其他事情要担心，而不是测量他们的大脑。
即墨:没错。如果我知道某人即将经历濒死体验，我的第一反应是拯救他们，而不是在他们的大脑里植入电极。所以，我认为对有心脏骤停的人做这样的研究是非常困难的。除非你知道有人要做一个预先安排好的脑部手术我们可以给他们做脑电图，电极记录，以防病人醒来后，他们会报告某种濒死体验。我认为，如果有足够多的病人可供神经外科医生收集数据，这些研究在未来可能会更加可行。
凯特:那么，在我们找到这些人类实验对象之前，你们在这项研究中使用了哪些实验对象?你们是如何看待这一现象的?
Jimo:啮齿类动物是我们研究的标准动物模型，无论是大鼠还是小鼠，这就是当今科学研究的现实。所以，我们所做的就是给他们麻醉，确保他们感觉不到任何疼痛。我们给他们注射了致命的注射让心脏停止跳动。在这整个过程中，我们通过在大脑的远处放置6个电极来监测他们的大脑活动，结果都发表在论文上。
凯特:人死后大脑非但没有安静下来，反而变得非常活跃。
即墨:没错。所以，这就是我们真正惊讶地发现可测量活动的原因。我们预测的水平可能与动物醒着时的水平相当。但真正让我们惊讶的是这些活动有多高。事实上，在濒死状态下，它们比清醒状态高5到8倍。
我清楚地记得，在人类濒死体验中，对濒死体验最常见的描述之一是，它们比真实更真实，超级生动，超级清晰。我的意思是，对那些经历过的病人来说，他们似乎非常真实。我认为，我们提供的这些措施可能反映了这种真实性，但这一点尚未得到明确证实。我们需要很多科学家参与这类研究，这样我们才能对这一现象有更深入的了解。
凯特:大脑中是否有特定的区域参与了这种活动，比如如果有人看到一束明亮的光，我们大脑的视觉部分是否参与了这种活动?
Jimo:一开始，因为我们听到了很多关于强光的事情，我的第一直觉是，“他们的视觉皮层一定是高度激活的。”事实上，也许视觉皮层是唯一被激活的部分，这是我最初天真的想法。但令我惊讶的是，整个大脑似乎都参与了这个惊人的事件，电振荡，而不仅仅是枕部区域，也就是视觉皮层。
每一种动物都有独特的事件序列。在这30秒的心脏骤停中不同的时间段有不同的频率。所以一开始，是一个非常窄的高频活动，然后最终，它达到了高度激活的高潮不仅在功率密度方面，而且在连贯性方面也就是大脑遥远部分的同步发射，主要是在伽马范围内。在这种情况下，伽马实际上扩展了一个很大的范围，从20到25赫兹，一直到250赫兹，这是我们研究过的。
凯特:这个活动能告诉我们为什么会发生濒死体验吗?我们中的一些人可能会认为，如果大脑没有氧气，它会非常安静地关闭。我们知道为什么吗?大脑是否在氧气耗尽前进行最后的欢呼或喘息?
Jimo:是的，我看到了那个评论，但是我想也许既然我们在老鼠身上看到了，我预测将来我们也会在人类身上看到，我猜，这真的是大脑的防御系统，用来对抗缺氧，缺乏葡萄糖。我们都知道大脑的可塑性很强。所以，如果你做了一些伤害大脑的事情，伤害大脑，大脑实际上会对这种伤害和侮辱进行防御。所以，我认为这可能是一种对抗外部威胁的内在机制，如果缺乏氧气或葡萄糖，可能只是大脑生存的最终威胁之一。
向澳大利亚进口豆类
与默多克大学的约翰·豪伊森合作
西澳大利亚的一个主要优先事项是可持续的粮食生产。面对世界上最贫瘠的土壤和不断变化的气候，这里的科学家们正在研究如何通过种植豆科植物来提高土壤肥力，豆科植物可以将氮带入土壤。这里的大多数原生豆科植物都含有毒素，所以包括羊在内的动物都不能吃它们。但这不仅仅是从其他国家引进适应甜点的物种这么简单……
我是约翰·豪伊森教授。我在莫道克大学根瘤菌研究中心工作。我们研究的最终目标是可持续食品生产。我们专注于豆类的食物生产，豆类是一种非常特殊的植物，它从空气中吸收氮，并在根部被称为根瘤菌的细菌的帮助下，打破紧密结合的氮气原子，将其转化为蛋白质。因此，要在贫瘠的土壤上实现可持续的农业生产，最好的方法就是种植豆类，同时种植根瘤菌，也就是根部的细菌，这就是我们在这个杯子里所做的。看看你是否愿意过来看看，克里斯……
克里斯-我们开始吧。
约翰-我们这里的气候变化很大。最重要的影响之一是降雨在一年中的不同时间和不同时间的降雨量，这实际上影响了我们的豆类生长。我们在这里做的一件事就是尝试选择新的豆科植物，它们已经适应了不断变化的环境。我们从世界各地的环境中收集了它们，我们认为我们正在向这些环境过渡，克里斯。我们正在收集与它们一起的根瘤菌，并筛选这两种成分，以适应西澳大利亚的环境。在这个温室里，我们做实验，我们匹配特定的根瘤菌菌株，并把它放在豆类植物上。
克里斯-所以，你不能把任何古老的根瘤菌和任何古老的植物放在一起。
约翰-不。豆科植物和根瘤菌之间的遗传关系非常复杂，所以你必须把这两组基因完美地结合在一起，才能把氮固定在根部的蛋白质中。
克里斯:所以，如果我把一种植物从一个国家搬到澳大利亚，因为它在那种环境中生长所需的土壤细菌在澳大利亚不存在，所以它就无法生长。你是这个意思吗?
约翰-嗯，完全正确，克里斯。虽然澳大利亚有大量的豆科植物，但它们的根瘤菌与世界上其他地方发现的大多数食用豆科植物完全不相容。所以，当我们把豆类带进澳大利亚并尝试驯化或种植它们时，我们也必须把根瘤菌带进来。然后我们就面临着将根瘤菌与整个农业系统将要投入的土壤相匹配的巨大挑战。
克里斯-因为细菌很挑剔。如果你把它们放在土里，它们不一定喜欢。
约翰:当然。这个州的大部分土壤都是世界上最贫瘠的土壤，因为它们不能保持水分和养分。这是一个很难引入新细菌的环境。世界上大多数用于农业的豆科植物都是在更肥沃的土壤中种植的。所以，当它们到达西澳大利亚时，它们的根瘤菌也是如此。
克里斯:那么，你是在努力寻找一种既能与植物共存又能与土壤共存的细菌组合吗?这就是挑战所在吗?
约翰:这正是一个挑战，因为当你开始研究细菌时，并不是所有的细菌都有完美固定氮的基因机制。因此，我们必须首先筛选那些能够高度固氮的细菌。一旦我们有了一群这样的虫子，我们就把它们带到田地里，在几年的时间里，我们看看它们能在多大程度上持续存在，并在我们的土壤中定居，年复一年。
克里斯:那么，给我们讲讲这些实验吧，因为我们面前有一大堆植物在生长，其中一些看起来比其他的更健康。
约翰:这实际上是一个实验，试图将一种根瘤菌与这些豆类植物相匹配，这种根瘤菌可以最有效地固定氮。我们有一盆非常贫瘠的土壤，我们添加了豆科植物生长所需的所有营养物质，除了氮，我们还添加了不同种类的根瘤菌，以选择最能固定氮的品种。我们移到右边，很多这样的罐子，全豆都很短。它们是黄色的。它们的叶子正在脱落。它们都变成棕色了。这是与这种特殊的豆子共生的根瘤菌不好的症状。在你的左边，克里斯，你可以看到一些深绿色的豆子。他们是健康的。上面一个污点都没有。 They've got a very good strain of rhizobium. Let me show you what these look like - pull one of these plants out of the pot. You can see these big round blobs on the roots, about the size of a thumbnail. That's a nodule. Now, I'm going to scrape that nodule open with my fingernail, and you'll see inside that nodule, a beautiful red piece of plant tissue that actually looks like a nice steak. It's that red.
克里斯-是的。
约翰-那个红色是腿上的血红蛋白。它和我们血液中的血红蛋白是同一种蛋白质，它携带氧气。细菌用来破坏紧密结合的氮分子的酶对氧气很敏感。
克里斯-所以，植物利用腿部的血红蛋白吸收所有可用的氧气。
约翰:是的。这种鲜红色的腿部血红蛋白从空气中吸收氧气，并将其滴回根瘤菌中进行呼吸，但它的数量不足以使氮化酶变性。
克里斯-如果我用显微镜放大这个结节，细菌会在哪里?
约翰:好的，这些细菌位于一种叫做共生体的特殊口袋里，这些共生体是根瘤菌的根瘤细胞专门形成的。所以，一旦根瘤菌和植物之间的基因对话运转良好，共生体就会发育并为根瘤菌形成一个漂亮的小房子，然后变成一个氮生产工厂。
罗恩——小心点。这是为了防止土匪和兔子进入地块。我叫罗恩·耶茨，来自西澳大利亚州农业和食品部。我们在莫道克大学后面。这是我们的小试验田，我们在这里测试从海外带来的一些豆类。
罗恩-我们现在看到的是丽贝卡·安比瓜。这是一种产于南非西开普省的多年生豆科植物。这对我们来说非常有趣，因为它来自干燥、干旱的环境，我们认为它有潜力在西澳大利亚生长。
克里斯:非常纤细的茎，非常低的叶面积，看起来像一种多肉植物，上面有漂亮的黄色花朵，长在细长的矛上。
罗恩——是的。只是植物的习惯，它看起来非常适应人群，薄的叶子，所以蒸腾作用更少，植物的水分流失更少。大部分的生长点都在地下，这使得它非常适应放牧的压力——主要是西澳大利亚的羊。
克里斯:如果我把叉子插到地上，我不会这么做的，别担心。把这个挖出来。我会看到什么?
罗恩:你会看到这个大的龙头根，至少有3米长。
克里斯:三米!这不是一个很大的工厂。
Ron:不是，但它头两年的大部分能量都进入了根系。
克里斯-我想这大概有一米宽。这能修复多少氮?
罗恩-一吨有效结瘤的豆科植物相当于65公斤尿素，或者换句话说，相当于20单位氮。
克里斯-换句话说，人工制造化肥的碳排放成本很高。我们必须使用化石燃料，不是吗，所以这样做一定是在节约碳。
Ron -是的，人工制造氮的方法，1吨化石燃料可以生产1吨尿素。这至少是二氧化碳的大量排放。
克里斯-你现在在做实地试验。我们什么时候才能看到它进入小麦带，为农民提供肥沃的土地，这样他们就不会把他们辛苦赚来的钱花在提高大气中的二氧化碳水平上。
罗恩——这要看情况。我们可能需要找一家公司来生产种子，然后另一家公司生产接种剂，接下来是成本问题，农民们必须说种植这种植物是划算的。
克里斯-那对环境的影响呢?因为没有哪个国家比澳大利亚更了解从海外进口商品的成本。这是一种双重打击，因为它是非本地物种，而且你饲养的细菌也不是土壤中自然存在的天然细菌。它们是适合这种植物的细菌，不是吗?
罗恩——是的。把植物和它们的细菌带到澳大利亚有很多障碍。幸运的是，我们已经克服了这些障碍。我们真正担心的大问题是，它会成为害虫或杂草。这个工厂符合我们的要求，他们也相信这不会成为一个问题。
克里斯-罗恩·耶茨和在他之前，默多克大学的约翰·豪伊森。
河口健康检查
与莫道克大学的乔尔·威廉姆斯合作
珀斯离海岸很近，就在两条河流的河口上，海水与淡水交汇的地方，对于生活在河口的鱼类来说，环境是非常动态的，最终，对于想要捕捉它们的人来说。莫道克大学的一组研究人员正在研究最珍贵和最依赖的河口捕捞物之一——黑鲷鱼。他们在标记和追踪这些鱼，以了解随着淡水数量的减少，它们会发生什么。随着澳大利亚持续多年的干旱，这项工作可以告诉我们如何期望这些环境和生活在其中的动物做出反应。我参加了在珀斯郊区进行的一次科学捕鱼之旅。
维多利亚:所以，我站在船的斜坡上，看着美丽宽阔的坎宁河，此刻看起来就像一个磨坊池塘。这是一个美好的下午，我和来自莫道克大学的乔尔·威廉姆斯在一起。我们今天到底要做什么?
乔尔:今天，我们要把船开出去。我们要去坎宁河上游500米的地方布下围网来捕黑鲷。
维多利亚:为什么是黑鲷鱼?为什么这个物种对你的研究如此感兴趣?
乔尔:嗯，这么独特的物种——黑鲷是鲈科的一员。它的独特之处在于它的整个生命周期都是在河口内完成的，而且它也是一种非常受休闲垂钓者欢迎的鱼，他们喜欢瞄准并吃掉它们。今天，我们要出去给一些新鱼贴上标签。我们还没有给那么多鱼做标记，因为这是项目的开始，但我们很有可能给鱼做标记。
维多利亚:好吧，那我们把船开出去吧。
乔尔:很好。这是第一次没有开始。
维多利亚:第二步。
乔尔:白天，它们可能会待在深度超过2米的深水区，在树枝、树木或芦苇周围徘徊，黄昏时，它们会来到沙滩和浅滩开始觅食。这显然是钓鱼的最佳时间，这就是我们现在所处的位置。
维多利亚:这是一个完美的着陆。好了，乔尔，我们在桥边停了下来，那里有一小片海滩。那么，这里有什么特别之处，让你觉得适合钓鱼呢?
乔尔:这是我们每个季节都会去的季节性采样点之一。我们这周早些时候来过这里。我们知道我们在这里抓到了一些鱼，所以希望我们能再抓一些鱼。我们有一个40米长的围网，我们从岸边开始用船，把网拉到尽可能远的地方，然后划出一个大弧形，两个人把网拉进去，希望我们能找到一些鲷鱼，这样我们就能贴上标签。好的，我们把它拉上来。如你所见，我们有一些鱼。
维多利亚:这种尺寸的网通常会装多少?
乔尔:上次我们大概钓到了60条鲷鱼，大概还有30条海鲻鱼。
维多利亚:是鲻鱼在跳。我们可以在这里看到。
乔尔:是鲻鱼在跳。聪明的正在跳过网。
维多利亚-我们有什么发现?
乔尔:这是一条黑鲷鱼。还有一些人喜欢吃的海鲻鱼，还有发出嘶嘶声的蟾蜍鱼。
维多利亚:那些又大又平的是黑鲷。
乔尔:那种典型的鱼的形状是银色的，那种鱼的形状是黑鲷鱼。那些细长的，它们是海鲻鱼，然后是蟾蜍鱼，或者它们看起来很像你可能在《海底总动员》中看到的河豚鱼，那些会膨胀的鱼。这些蟾蜍鱼也是如此。它们也会膨胀起来，发出有趣的声音。基本上，我们想知道的是这些鱼是如何利用河口的。天鹅坎宁河口是一个相当大的河口系统。通过给鱼贴上标签，鱼要么被我们捕获，要么被休闲渔民捕获。我们可以判断这条鱼是否随着时间的推移而移动。
维多利亚:你从他们的运动中发现了什么?
乔尔:我们对此特别感兴趣，因为河口的最终用户是淡水流，所以它们特别容易受到气候事件的影响，比如干旱、洪水，尤其是气候变化。澳大利亚经历了很长一段时间的干旱，尤其是在澳大利亚西部。太干了。流入我们系统的淡水急剧减少。因此，整个河口的生物物理结构发生了变化。盐度改变了，溶解氧也改变了，所以基本上，我们想知道这些鱼是如何在这些变化的条件下在整个系统中移动的。它还可以帮助我们预测未来气候变化如何影响它们的分布，以及这些鱼如何在河口周围游泳。
维多利亚:那现在怎么办?
乔尔:所以基本上今天，我们将使用我们所说的t形标签。我们有一个标签枪，实际上和零售商用来给衣服贴价的标签枪是一样的。你试着用牙齿咬掉的那个讨厌的塑料小东西，基本上就是我们插入鱼体内的东西。它可以很好地锚住鱼的肌肉。标签上有唯一的鱼号和我们的电话号码，所以如果有人抓到鱼，他们可以打那个号码。他们可以告诉我们那条鱼的身份，如果那个渔民再次放鱼，它就会被贴上标签，我们就能追踪到它的移动地点。首先，我们测量鱼因为如果鱼被再次捕获，我们想再次测量它，看看它长了多少。所以，这条鱼有300(毫米)长，紧紧抓住它，这样就不会被踢到，然后这是背鳍。我们要做的就是用标记枪把针插在鳞片下面我们去掉一个鳞片，然后再回去。就像打针一样，我们以45度角进入，把针插进去，你就能感觉到细射线之间的震动，扣动扳机，然后取下针，然后取下标签。
维多利亚:就是这样。他们只是有一个小小的身份证号在…
乔尔:我能感觉到那里是安全的，而且尽可能不突出的位置就在鱼鳍下面，鱼应该从此快乐地游走了。
维多利亚:你有没有从这种特殊的物种身上收集到信息，告诉你它们是如何应对环境变化的，尤其是气候变化和澳大利亚持续已久的干旱?
乔尔:是的，我最初来自墨尔本大学，我最近在那里完成了我的博士学位，作为那个项目的一部分，我们做了一个类似的研究，我们称之为声学遥测，声学标签。在那里，我们通过手术植入一个AAA电池大小的发射器，然后我们在河口各处放置接收器。因此，我们基本上可以知道这些鱼在一年中的任何给定时间的确切位置。我发现，由于干旱，淡水流量非常低，盐水向上游移动了很长一段路，鱼类也是如此。
维多利亚:那么，除了改变这些鱼的位置和休闲渔民想要捕获它们的地方之外，这对河口的生态还有什么更大的影响呢?
尤其是在产卵季节，鱼正在向上游移动。上游的河道要小得多，这意味着产卵栖息地的面积可能会减少。以前，河口盆地可能会有产卵，那里基本上有大型湖泊，这增加了产卵区域的规模。
维多利亚:所以，它们本质上是被水情所引导，变化并将它们推向上游一个更小的区域。
乔尔:没错。还有其他影响，比如，淡水流量减少，溶解氧的数量对鱼类生存至关重要，尤其是在早期阶段，比如卵和幼虫阶段，如果我们没有淡水流量，那么我们就会有这些更深的水池，变得非常缺氧，对生物来说是非常有毒的。
维多利亚:你在这项研究中特别关注了鲷鱼，但它们是否在更大的环境尺度和其他物种中是一种信号物种?
乔尔:当然。在澳大利亚南部的河口，它们是理想的鱼类，但也有许多其他种类的鱼，如乔治王怀鳕、补皮鱼、尾鱼、鲷鱼，它们都进入了这些河口。这些都是我们喜欢吃的鱼。它们是很好的食用鱼，这些鱼特别容易受到人为或人为干扰的气候变化的影响。
维多利亚-我们来过这里。我们给一些鱼贴上了标签，现在你要让渔民参与进来，希望你能得到很多这样的标签，真正得到一些运动模式。你想用这些数据做什么?这项研究的下一步是什么?
乔尔:我们今天参观的天鹅坎宁河只是我们感兴趣的河口之一。实际上，澳大利亚西部有7个河口，从珀斯北部一直延伸到西南角。所有这些河口都有不同的生物物理结构，它们都将以不同的方式受到气候变化和干旱的影响。所以，我们的目标是整理所有这些数据，并开始预测盐度、溶解氧、河口类型等因素，以及气候变化将如何影响这些鱼类的生物学和生态学。这些数据现在可以被渔业管理者和捕鱼业管理者用来帮助管理这种鱼类并在未来保护它们。
维多利亚:那么，我猜你还有很多鱼要标记才能生成那个大数据集，所以我最好让你走了。
乔尔:别担心。非常感谢。
这是默多克大学的乔尔·威廉姆斯。
金伯利的本土植物
和塞布丽娜·哈恩
萨布丽娜·哈恩是一位著名的园丁，她和一些人一起工作
居住在离土地最近的澳大利亚人，金伯利的土著社区，位于澳大利亚西北部广阔而偏远的地区，当泥路在雨季被淹没时，社区经常被切断。
维多利亚·吉尔向萨布丽娜讲述了她创建菜园的工作，菜园旨在保护和建立当地可食用植物和传统丛林食物的知识。
塞布丽娜:我想对我来说，这是一种知识的分享，在长者的知识真正消失之前掌握它们。因此，我分享了我种植西方蔬菜的知识，以改善孩子们的健康。他们分享他们过去经常使用的食物的知识，然后出去收获。
我们知道，除非这些社区的幼儿能够接触到新鲜食物，尤其是绿色蔬菜，否则这真的会影响他们的长期健康。但现在随着他们收集的丛林食物，他们发现了这些食物的蛋白质和维生素含量有多高。所以，这是他们饮食的重要组成部分。当然，在文化上，妇女和儿童走出丛林，他们过去常常走几英里，收获食物，然后把它带回整个社区。所以，菜园的目的是分享食物就像他们分享所有的丛林食物一样。所以，我们实际上把丛林食物和西餐结合在一起，比如所有的蔬菜和西红柿。所以，这是一个真正的——食物花园现在是文化的管道。
维多利亚:你能描述一些你能在那种环境下种植的蔬菜吗?
塞布丽娜:有一种白加仑树，这种树上有成千上万的白色小浆果。还有另一种树，叫做古比树，它有60个……
维多利亚-那棵树。
塞布丽娜:是啊。
维多利亚-这是一个伟大的词。
塞布丽娜:它的维生素C含量是橙子的68倍，孩子们非常喜欢。还有一种叫Marule，它就像一种小李子，一种小李子。我们做了一种跨文化的烹饪方法我们会用泥蟹的水果把它和泥蟹一起炒因为它几乎有一种橘酸的味道。它很适合烹饪。
维多利亚:说到烹饪。你能和我们分享一下你最喜欢的跨文化食谱吗?
塞布丽娜:我想泥蟹是我最喜欢的食谱。我们用辣椒，但周围有很多罗望子树。它们不是本地的，但它们生长在这片地区。所以，加入一点罗望子籽和橡胶树上的坚果，然后在最末端加入黑李子，我想这有点像橄榄。它给人一种浓郁的亚洲风味，那里生长着一种本地的柠檬草，它有最美丽的微妙的柠檬味，和新鲜的鱼搭配非常棒。
维多利亚:听起来很好吃。我想试试。当我们来到这里参加国家科学周的时候，我们和很多研究人员进行了交谈，当我们和在西澳大利亚州户外工作的人们交谈时，我们经常提到的一件事就是干旱。当你在那里工作时，你看到了多少环境变化?
萨布丽娜:这真的很明显，我知道我在社区里和很多老年人交谈过，他们说雨季正在改变。雨季的时间正在改变。因为土著居民在文化上与他们的国家联系紧密，他们可以理解，当雨季发生变化时，实际上会改变丛林猎物出现的时间，这也会影响海洋。
所以，他们知道儒艮和海龟什么时候过来。现在，这个时间正在改变，所以它不仅对传统的丛林食材植物的结果产生了影响，而且对海洋的变化也产生了影响。所以，传统上，当某些金合欢，在特定的开花时间，牡蛎是最适合食用的。但现在的情况是，他们发现许多牡蛎实际上是在开放和死亡，没有人知道为什么，金合花开花的时间要晚得多。所以，它的影响非常大。
维多利亚:所以，随着这种变化，我想一直与土地紧密相连的人们的生活方式，以及对环境的了解也必须改变。那么，作为一个研究景观并在景观中工作的人，你如何看待你的角色，你如何看待你的角色随着环境的变化而变化?
塞布丽娜:我认为我现在的职责变得非常重要，就是尽可能多地收集不同的物种，把它们带到群落中，给它们浇水和施肥。所以，我们实际上在那里有一个植物基地，这样我们就可以组织培养这些植物，或者我们可以在苗圃的热床上种植它们，因为最终，它当然会对剩下的极少数植物产生影响。所以，我们需要增加植物的基础，这样我们就有了多样性，我们就可以保持物种的延续。
钻石能在太空开采吗?
汉娜-钻石来自古希腊，意思是坚不可摧。它们是在地球中心周围自然形成的，那里的高压和高温导致碳原子之间的电子成键。这就产生了金刚石的刚性晶格晶体碳结构，然后在火山爆发时传播到地球表面，为我们提供了透明的、极其坚硬的材料，我们知道这就是金刚石。但是其他星球会产生类似的物质吗?为了找到答案，我们求助于深空工业研发主任斯蒂芬·柯维博士。
Stephen -你可能会认为硅，在元素周期表中排在碳的后面，也有4个成键电子，会形成相同的结构。但是硅原子比碳原子大得多，并且没有那么紧密地聚集在一起，这就形成了更柔软的分子。氮的共价半径比碳小，在超高压下，超过一百万大气压，固体氮从六边形晶格变成立方晶格，类似于钻石，并且可能具有类似甚至更高的硬度。但钻石是一种坚硬的矿物，很难被击败。这是由于碳原子连接在一起的方式，导致在室温和室温压力下任何已知物质的最高堆积密度。但在极高的压力下可能确实存在其他超硬材料。2009年2月，《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的一篇论文报道，工地结构的氮化硼可能比钻石硬18%，而另一种碳矿物朗斯达莱石(lonsdaleite)比钻石硬58%。2013年1月，《自然》杂志报道，芝加哥大学的研究人员生产出了超硬的纳米孪晶立方氮化硼，这种材料似乎也比钻石还要硬。因此，如果条件合适，那么比钻石更坚硬的矿物可能确实会在大型行星的深处形成。至于它们是否足够稳定，能够被带到地表而不恢复到更柔软的形态，则完全是另一个问题了。
- 以前的其他行星能产生类似钻石的物质吗?
- 下一个几丁质:化学中的元素
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