…用鸟类自慰的科学高潮!
在这一集里
重新组装古代海洋生物的遗骸
与奥斯陆大学自然历史博物馆的Espen Knutsen合作
克里斯-埃斯彭·克努森正在重新组装一些你真的不想游泳的东西的残骸……
埃斯彭:如果你想象一只没有壳的乌龟，你在上面加上一个长脖子，有时是一个小脑袋，有时是一个大脑袋，这取决于我们谈论的蛇颈龙的种类，基本上你就有了蛇颈龙的身体结构。
克里斯-他们恶毒吗?
埃斯本:有些是。至少我们这里的大部分都是本地的
small-headed。我的意思是，它的头大概有30厘米长，牙齿很细，大概有2厘米长，很薄，大概只有半厘米厚，可能主要吃鱿鱼和小鱼。然后是大头上龙这是另一种蛇颈龙它们的头可能有2米半到3米长。
克里斯:米?
埃斯彭:是的。
克里斯-还有牙齿。有多大?
埃斯彭:牙齿就像黄瓜一样。
克里斯-而且可能会更尖锐一些。所以它们吃的是在海里能找到的东西。
埃斯彭:对，上龙很明显会吃它们遇到的任何东西，蛇颈龙和鱼龙是另一种海洋爬行动物，也会吃更大的鱼。
克里斯-如果他们生活在海洋里，这里一定很冷，不是吗?
埃斯彭:是的，根据同位素分析，1.5亿年前斯瓦尔巴群岛的海洋温度估计约为10度，至少对现代爬行动物来说，这显然是很冷的——如果你把一条蛇放在10度的水中，它不会有太大影响。所以很明显，这些爬行动物会有一些方法来保暖，不管它们是吸热动物，还是因为体型大而保暖。它仍然是未知的，但也许在未来，我们会知道更多关于它的东西。
克里斯:像鲑鱼鲨这样的大鱼实际上是温血动物，因为动物的核心离动物的外部很远，那里的水是冷的，单是新陈代谢就意味着它们内部的温度接近人体体温，而靠近表面的部分则不那么接近人体体温。你觉得这些蛇颈龙可能很相似吗?
是的，至少可能是大型上龙。体型较小的蛇颈龙有点不同，因为它们的表面积与身体体积相比相当大，它们甚至可能在一年中的某些时候向南迁徙。也许夏天的海水温度要高一些，很明显，这与同一时期英国的动物相比，它们可能每年都在我们的地方和英国的地方来回迁徙。
他们什么时候游来游去的?
埃斯彭:我们所有的动物都来自侏罗纪晚期，也就是白垩纪的边缘。我们说的是1.5亿到1.4亿年前。
克里斯:它们最初是在海洋中进化并留在那里的，还是它们从陆地上来后又回到了水里?知道它们是从哪里来的吗?
埃斯彭:我们对蛇颈龙的起源知之甚少，只知道它们起源于陆地上的四足动物。所以它们曾经是某种爬行动物，在早三叠纪到中三叠纪，开始潜入水中并适应了那里的水生生活方式我们确实有三叠纪中晚期的蜥脚类，这是一组来自世界其他地方的化石，它们是蛇颈龙的前身。
克里斯-很有趣的是，陆地的入侵是从水开始的，然后动物又回到水里，很明显，因为那里有某种生态位，现在，我们在1亿多年后，找到了它们。那么你怎么去获取这些标本呢?
埃斯彭:好吧，这一切是怎么开始的，我们在斯瓦尔巴群岛上散步，那里非常贫瘠。那里基本上是北极沙漠，没有太多植被，所以我们可以四处走走，看看地表有没有风化的骨头，然后顺着这些小骨头上山，有时我们能找到来源，有时却找不到。如果我们确实找到了碎片的来源，那么我们可以开始慢慢刷，然后可能会有更多的出来，也许没有。如果有，那我们就可以开始挖掘了，根据我们从初步挖掘中看到的情况，我们决定是否值得开始挖掘，因为移除数吨的覆盖层是一项相当艰巨的任务每年，我们都要手工移除100吨左右的页岩。所以，我们想要对我们实际取出的东西有点挑剔。
克里斯-当你发现一个，你怎么把它弄出来?
埃斯彭-一旦我们决定取出哪一个，我们就把旧的包袱移走，刷干净骨头的表面，然后加湿卫生纸，一些湿石膏，一块粗麻布蘸上石膏，然后用石膏和铁覆盖整个东西，直到有了盖子，然后我们在盖子周围挖下去，在标本周围，用更多的石膏覆盖四周。最后，我们有了一个灰泥，页岩和骨头组成的蘑菇，我们把它翻到另一边，然后再用同样的湿卫生纸和灰泥覆盖另一边，我们把整个东西裹在里面，然后把它运回博物馆。
克里斯:所以这是暑期的工作，然后冬天来了，你在实验室里，把蘑菇或茧，石膏茧分开来寻找答案。那么你如何处理它呢?这是什么?这看起来像一张石膏床。这就是你要做的吗?
是的，这是蛇颈龙的腿。我们已经从一边准备好了，所以当我们进入实验室时，我们首先让它干燥几个月因为标本是湿的，我们不能粘它，然后有一个小锯，我们切开茧，开始用小镊子和小刷子把所有松散的页岩，同时粘住并稳定骨头。一旦一个表面完成，我们可以用卫生纸和外套，石膏外套，这一面然后我们把整个东西翻过来，把另一面的盖子拿掉，做同样的事情。最终，我们得到了这个看起来更漂亮的标本，没有页岩，基本上是稳定的骨头，然后Myalee坐在这里。她必须做好准备，真的——她刮掉多余的页岩和石膏晶体，这些晶体有时会生长在这些骨头上，并进一步稳定这些标本。
克里斯-你能给我们介绍一下我们正在看的这个吗?所以，在我面前，有一张大餐桌那么大，我可以看到一些明显的骨头。这里有椎骨和其他东西，都在这里，但你能给我们讲讲这个化石并解释一下不同的部分是什么吗?
埃斯彭:是的，这是我们两年前挖掘出来的蛇颈龙的一部分，我们这里有从头部开始的整个脊柱，现在不在这里，但我们有分开的外套，穿过身体和肩膀，然后我们有身体的一部分，就在臀部之前，骨骼的其余部分已经风化出来了，我们有……
克里斯:那排骨呢?
是的，所有这些。它们是身体的肋骨，然后是神经弓，在椎骨的顶部，然后是所有这些扁平的骨头，这里的四个扁平的骨头来自蛇颈龙的肩带，基本上是胸部前面的一块平板。它连接着前肢。这里是上臂骨而下臂骨变成了这些很短的三角形然后所有的手指都伸出来形成了鳍状肢。
克里斯-这是有效的手腕吗?它们是不是相当于腕骨?
埃斯彭:是的，这些小圆块是手腕，这一块和这一块，这两块三角形骨头的大小……一个是硬币大小，另一个是硬币大小的两倍。它们是下臂骨，也就是桡骨和尺骨。
克里斯-然后这些小的，它们相当于我的指骨吗，手指?
埃斯本:对，都是指骨。蛇颈龙身上有一种叫做“多指骨”的东西，这意味着它们在每根手指上增加了指骨的数量，这是它们形成四肢桨形的原因。
克里斯:那么你发现的恐龙有什么特别之处，或者斯瓦尔巴群岛的恐龙与我们在世界其他地方发现的恐龙相比有什么特别之处?
Espen -动物组成方面，基本上是一样的。我们有大头上龙，有长颈蛇颈龙和鱼龙，但所有这些，当你仔细观察，仔细观察四肢、脊柱和肩膀等的所有细节时，都与我们在其他地方看到的略有不同，比如在英国的金默里奇和牛津平原，实际上都构成了新物种。我们在这个地方发现了五种新的蛇颈龙和四种新的鱼龙，而且我们每年还在继续挖掘。我们有30个……
克里斯-还有很多。
埃斯彭:是的，到目前为止，我们有31个标本，可能还有60个在我们已经绘制的野外，我们每年还会发现10个左右。
克里斯:那么，你认为这个人的最终结果会是什么?因为我可以看到骨头都粘在一起了。你真的能把它组装起来吗?
埃斯彭:这个很特别，因为它是铰接的。所有的骨头都躺在动物活着的时候的位置。问题是,动物已经下降到它的时候它在海底,所以胸腔,一切都已经崩溃的脊柱,但所有这些骨头一起好我们要做最终当我们房间在博物馆,这是一个巨大的动物,也许4或5米长,我们想重新组装所有的碎片,它很好地让人们可以来查看它。
从各种形式的阳光中收集能量
与奥斯陆大学化学系的Per-Anders Hansen合作
太阳光由被称为光子的小能量粒子组成，这些光子可以像紫外线或蓝光那样具有大量能量，也可以像红光或可见光那样具有中等能量，也可以像红外线或热辐射那样具有很少的能量。当这些光子撞击太阳能电池时，它们所做的是使一个电子松动，然后这个电子可以在我们的电路中四处传播，给我们提供能量。要做到这一点，光子只需要最小的能量。但是如果它们有更多的电子，它们仍然只能释放一个电子，这就是太阳能电池效率不高的原因。它们的效率可以提高两到三倍。
Chris -所以如果我们有办法把那些能量很高的光子，转换成能量更低的光子，我们就能得到更多的电子，因此，电池的整体效率就会高得多。
完全正确。如果你把这些高能紫外光子简单地切成两半，把能量切成两半所以我们有两个能量减半的粒子，那么你会从这些光子中得到两倍的能量。
克里斯-我们能做到吗?你能把一个波长的光，比如紫外线，转换成更长的波长吗，就像你说的?这可能吗?
是的，这是可能的，而且实际上很容易。很容易把一个光子，一个紫外光子，变成一个可见光或红色光子，这其实很容易。这就是荧光灯管照明的原理。这样我们就知道怎么做了。更棘手的部分是当你想把它切成两半，这样你就能从紫外线中获得两倍的光或光子。这就是问题所在。我们可以对高能光子这样做。这已经非常有效地完成了。诀窍在于对存在于阳光中的光子进行处理。这一点还没有人做到。
Chris -所以，我们知道如何处理像紫外线这样的高能光子，但是因为在地面上到达我们的紫外线并不多，你是说尽管存在这样做的材料，我们还没有真正利用它的光。所以我们需要一种新的材料来处理我们现有的光子，并以这种方式切割它们。
是的。我们知道如何转换存在于大气层外空间的高能量紫外线，但是我们被太阳晒掉的紫外线，它没有足够的能量来处理这种材料。
克里斯-你是如何应对的?你在做什么来克服它?
嗯，我使用一种非常特殊的合成方法，叫做原子层沉积。它让我可以很好地控制哪些原子彼此相邻。这种材料通常有两种成分，一种吸收你想要的光，另一种释放你想要的光。你需要这些在其他位置，所以你有一些吸收的东西在它周围必须有这些发射体在发射体周围，必须有吸收体。所以，如果它们随机地混合在一起那么这里有一堆发射体，那里有一堆吸收体，这是行不通的。但如果你真的能控制彼此相邻的物质，你就能更好地控制发生的事情以及物质中发生的物理现象。
克里斯:那么这个阵列会起作用吗?因为吸收器吸收能量并将其传递给隔壁的发射器，然后发射出你想要的波长的光子，然后它们被带走并吸收到半导体材料中，从而产生电流。
是的，这就是它的工作原理。
克里斯:那我们可以用什么材料呢?你基本上是在尝试不同的组合来看看你是否能得到正确的吸收和发射还是你已经有了一些候选的你知道是正确的化学物质?
是的，两种都有。我们知道我们需要什么。我们只需要一些能吸收紫外线和蓝光的东西，很多东西都能做到这一点，比如防晒霜能吸收紫外线。例如，防晒霜由氧化钛组成。好的，氧化钛，可能是个不错的选择。然后你只需要找到能发光的东西，然后我想到，好吧，什么会发光，电视会发光。在电视里，让电视变红的是铕。把这两个结合起来就行了。当然，这不是我的大秘密。我的大秘密比这更花哨，但这是你正在经历的一种探索——什么能吸收它，什么能释放我想要的东西，然后把它们结合起来。 And then you need to combine it in these very particular ways that everything sits at the right place.
所以这些原子以正确的构型沉积。
是的。
Chris -如果你能做到这一点，那么我们可以用光伏发电实现怎样的效率变化?它会变成什么?
嗯，你现在在市场上能买到的普通硅太阳能电池的效率通常在16%到20%之间，有时可能会更高一点。对于红光，或者介于红光和900纳米之间的光，实际上效率要高得多。效率大概是60% 70%甚至80%所以，如果你真的能把所有其他的能量，转换成红光，那么就没有问题了，只要用你在你的小屋里的普通太阳能电池，你就会突然得到50%的效率。
克里斯-这是一个巨大的进步。我认为这个数字就像是一天照射到地球上的阳光相当于整个世界一年消耗的能量。所以如果我们能让电池达到这样的效率，我们实际上可以做很多事情来抵消我们所担心的问题，解决气候变化和能源工业的所有类似问题。
是的，我们有充足的阳光。如果我们能有效且廉价地转换它，那么实际上我们就不需要其他东西了。
克里斯:那么，你认为你离实现你正在研究的技术还有多远?我们还需要多久才能看到这些新型涂层用于光伏发电，这样你就可以利用我们目前扔掉的额外能源了?
现在世界各地都在进行这样的测试——一个紫外线变成一个红光或类似的东西。但是这个1到2光子切割，还没有完成。我希望我们可以在5年，10年的时间里在世界各地看到这种情况。
克里斯:所以我需要在5年或10年后再来看看你是否正确。
嗯，那就回来看看我怎么样了。
克里斯-我会的!
旅鼠数量下降
与奥斯陆大学生物系CEES Nils Christian Stenseth合作
克里斯-现在是旅鼠，虽然这些动物不会从悬崖上跳下，但近年来，它们的数量周期急剧下降。生态学家尼尔斯·克里斯蒂安·斯坦塞斯(Nils Christian Stenseth)发现了这一现象的原因，英国火车公司将为此感到自豪。这是由于气候变化导致的——你已经猜到了——错误的雪。
尼尔斯-旅鼠是一种小型啮齿动物，挪威旅鼠非常有魅力，黄黑相间。过去，每隔3到4年，山里就会有大量的旅鼠，然后第二年就消失了。这就是我们所说的旅鼠循环。旅鼠循环发生在旅鼠和许多其他小型啮齿动物身上，旅鼠循环是一个特征。有很多关于这个的故事。把《圣经》翻译成北欧语言，中东的蚱蜢群，译者有一个脚注说这就像旅鼠循环。所以，这是一个众所周知的现象。自90年代中期以来，旅鼠就没有规律的周期了。
克里斯-他们就这么停了，就这么消失了。
尼尔斯——他们消失了，这是众所周知的。
克里斯-但旅鼠还在那里。
旅鼠仍然在那里，但在常规时间的大规模发生消失了。所以找出原因是一件很有趣的事情。我们做了统计时间序列分析，我们研究了旅鼠种群的动态结构以及它是如何受到
气候、温度和降水等。我们发现，下雪的种类是决定它是否会成为一个有规律的循环现象的关键因素。过去，当世界上这个地区下雪的时候，天气很冷，所以雪又干又软，这样地面和雪之间就会形成一个小空间。在这个空间里，旅鼠可以很好地生存，它们繁殖并建立了一个在春天很高的种群，如果在夏天不崩溃，就不能继续保持高水平。
为什么他们的人口会有这样的4年周期，因为每年都会下雪?那么，为什么它们的数量会增长然后突然下降呢?
当它们坠毁时，它们坠毁到非常低的密度，它们坠毁很可能是因为捕食者的数量在增加。所以它们会跌到很低的水平，需要时间来积累。为了建立非常高的密度，它们需要一段时间来摆脱大量的捕食，这就是它们在下雪的时候得到的，在冬季，需要3到4年的时间来建立这样的种群。但在90年代中期，所有这些都消失了，我们在《自然》杂志上发表的论文中发现，雪也从柔软干燥变成了潮湿。因此，旅鼠无法聚集起来。一年前，我预测整个挪威都会出现旅鼠高峰，事实上，整个斯堪的纳维亚半岛都会出现旅鼠高峰，因为前一年非常寒冷，雪条件非常好，而我们当时正处于一个好冬天。没错，去年整个挪威都出现了旅鼠高峰。
克里斯-那么，你是否又看到了一个温暖寒冷的冬天，还是说雪仍然不可靠，又软又湿?
尼尔斯-我不是气候学家。我认为旅鼠度过了两个美好的冬天。气候学家告诉我们，这种现象不会像过去那样常见。所以，我认为旅鼠周期还没有回来。我认为旅鼠周期已经结束，但偶尔会有很多旅鼠的高年景，但这不会是经常发生的。
克里斯:这对捕食者造成了什么影响?从生态学的角度来看，后果是什么?这仅仅是一种数学现象，如果条件再次合适，它将重新建立，还是它们将成为不可逆转的向前影响?
尼尔斯:我认为，如果气候发生变化，旅鼠循环将会恢复，但整个生态系统可能需要相当长的时间才能恢复，因为当旅鼠消失时，会影响到雷鸟，因为当捕食者没有旅鼠吃时，他们会去找其他物种，包括雷鸟。它也会影响北极狐和红狐之间的互动。红狐在竞争上优于北极狐。除非有很多旅鼠，否则北极狐的生存状况很好。所以它将改变整个生态系统。因此，北极狐可能会在大陆上灭绝，只在挪威领土上的斯匹次卑尔根岛的一小部分地区存活下来。
癌细胞的免疫攻击
与奥斯陆大学免疫学研究所的Alexandre Corthay合作
克里斯-现在，来谈谈癌症以及如何说服免疫系统攻击它，亚历山大·科塞。
Alexandre:我们知道免疫系统保护我们免受癌症的侵害，但是我们对免疫系统如何保护我们免受癌症侵害所知甚少，而这正是我们正在努力寻找的。我们在老鼠身上使用一种实验系统。我们正在研究的癌症类型是骨髓癌，它被称为多发性骨髓瘤，也称为淋巴瘤。我们对称为t辅助细胞的免疫细胞很感兴趣，所以我们对t辅助细胞如何对抗癌症很感兴趣。
克里斯:你能给我讲讲你在这些老鼠身上做的实验吗?看看免疫系统通常是如何保护它们的，当癌症发生时是什么出了问题?
亚历山大:我们认为，当人们患上癌症时，并不是免疫系统出了什么问题。我们认为癌细胞以某种方式欺骗了免疫系统，从而逃避了免疫反应，大概是通过产生抑制免疫系统的分子。
当一个细胞癌变时，免疫系统是如何正常识别并移除该细胞以阻止癌症发生的?
Alexandre:主要有两种方式。一种方法是通过识别压力细胞。所以你体内任何受压的细胞都会在细胞表面表现出来。有一些压力标记会被免疫系统识别，免疫系统会简单地杀死压力细胞。另一种更精细的方法是，免疫系统能够识别自身的突变。正常细胞变成癌细胞所需要的突变。DNA中有一定数量的突变是必需的，免疫系统能够识别，不是直接识别突变，而是识别对蛋白质的影响。
任何显示出这种危险信号的细胞都会被直接删除。
亚历山大:没错。
克里斯-但很明显，不是所有的时间，因为没有人会得癌症。
亚历山大:所以，大多数时候，这就是为什么我们大多数人没有任何癌症。这也可能是为什么癌症需要这么多年才会发生的原因。通常，人们在50岁以后才会患上癌症，所以我们对癌症的保护非常好。但有时癌细胞会设法逃避免疫反应。
克里斯-他们是怎么做到的?
Alexandre:这还不为人所知，但一种主要的方法是利用免疫系统使用的通讯系统。因此，免疫细胞相互沟通，癌细胞产生一些信号分子，免疫系统通常使用这些信号分子来抑制自身。在正常的免疫反应结束时，免疫系统会关闭它，这可能就是癌细胞所做的——它们告诉免疫系统关闭。
Chris -所以偶然的情况下，癌症进化出了产生一些化学物质的能力，这些化学物质通常会抑制免疫反应，从而有效地将其置于免疫雷达之下。对免疫系统来说，它只是看起来像健康的正常组织或者它基本上抑制了癌症所在的免疫系统，阻止它被摧毁。
亚历山大:完全正确，但我要强调的是，有一些很好的迹象表明，免疫系统永远不会放弃。所以即使是在癌症患者身上，免疫系统仍然会反击，在癌症患者身上，一场战斗正在进行。这是非常重要的，因为这意味着它应该有可能刺激，帮助免疫系统打破平衡，治愈癌症患者，这是我们真正希望的未来。
Chris -嗯，人们一直在研究免疫疗法这个领域的想法是你可以从病人身上取出一些肿瘤，从病人身上取出免疫细胞放在培养皿里然后用生长因子来努力驱使免疫细胞去克服来自肿瘤的任何抑制，有时你会得到攻击肿瘤的免疫细胞，但通常不会。因为有一些病例报告写了一些人通过这种方法完全缓解了癌症，但通常情况下，它不起作用。
Alexandre -是的，你提到的这个叫做适应性t细胞转移。所以在体外培养t淋巴细胞，然后把它们放回病人体内，这已经显示出一些非常有希望的效果。这里的一个关键问题，也是癌症疫苗开发的一个有效问题，就是要知道触发哪种类型的免疫反应。人体使用许多不同类型的免疫反应来对抗不同类型的感染或癌症，但我们仍然不清楚哪种免疫反应是对抗癌症最好的，这就是我们正在研究的。
克里斯:到目前为止你发现了什么?
Alexandre:我们发现，在一个特定的小鼠模型中，对抗癌症的最佳免疫反应是由一种叫做TH1细胞的t细胞驱动的炎症免疫反应。
Chris -如果你能在免疫系统无法抵抗的癌症患者中诱导这种反应，那么癌症是否会得到缓解?
Alexandre:这是我们的预测。这将是免疫系统的两个方面，一方面，刺激炎症环境，特别是肿瘤中的炎症环境，这对募集免疫细胞，特别是t细胞非常重要，另一方面，刺激TH1细胞，TH1细胞能够识别癌细胞，并告诉其他细胞杀死癌细胞。
那么风险是什么呢因为人们担心如果免疫系统受到攻击，什么是自体组织?这是你自己的身体。有一种担心是免疫反应可能会溢出，并成为错误的目标，远离肿瘤和健康组织，然后你最终患上自身免疫性疾病。
亚历山大:没错，所以在触发免疫系统的时候应该非常小心，因为正如你所说，免疫系统是非常强大的。它可能会引发自身免疫性疾病，如果免疫反应太强，它也会杀死你。然而，癌症对人类来说绝对是非常危险的。癌症正在夺去人们的生命，另一方面，目前的癌症治疗方法对病人来说也很艰难，比如化疗和放疗。所以，我认为总有一个平衡，但我真的可以看到未来免疫疗法将会完美发展，并将以最小的副作用帮助患者。当然，当你治疗一种严重的疾病时，对病人不产生任何破坏性影响是非常困难的。
克里斯:你在患有血液学肿瘤的老鼠身上得到的结果，会直接转移到其他类型的恶性肿瘤吗?
Alexandre:我们还不能这么说，但在我看来，是的，从文献来看，在这个细节层面上做的还不多。但看起来很像这是免疫系统对抗癌症的一般方式。这是th1驱动的炎症反应。这是我的期望，这将转化为其他类型的癌症，也适用于人类。
克里斯-亚历山大·科塞。
31:27 -对抗癌细胞对放射治疗的抵抗力
对抗癌细胞对放射治疗的抵抗力
与奥斯陆大学物理系生物物理学和医学物理学的Nina Edin、Erik Pettersen合作
克里斯-一种非常有效的癌症治疗方法是放射治疗，但当健康组织也受到伤害时，这可能会产生副作用，这是因为尽管大多数细胞可以被非常少量的辐射杀死，但剂量必须足够高，以防止癌细胞对治疗产生抗药性。现在，Nina Edin和Erik Petterson已经发现了癌细胞是如何产生抗药性的，以及如何消除这种抗药性。
尼娜:大约80%的细胞系已经被研究过，我们相信，大多数正常组织，都有一种特性，使它们对辐射剂量非常敏感，大约0.3格雷，大约是你在放射治疗中给予的正常剂量的十分之一。所以，如果你能利用这一特性，你就能给病人更小的剂量，使病人免受辐射到正常组织的影响。
Chris -好的，我们是否了解其中的机制我们是否能够让细胞进入超敏感状态，这样我们就可以用很低剂量的辐射来摧毁它们而不必对身体的健康组织造成很多其他伤害?
尼娜:问题是，当你给一个小剂量时，你会引起对下一个剂量的抵抗。
克里斯:所以你给小剂量，你会消灭一些细胞，但会留下一小部分你无法消灭的核心细胞，而且，它们会有抵抗力。然后下次你再用小剂量的时候，它们就不会被破坏了。那么我们该如何解决这个问题呢?
尼娜:嗯，我们真正发现的是，有些东西被分泌到介质中，可以受到低剂量辐射的影响，但不会受到高剂量辐射的影响。
克里斯:那么，你是说细胞有能力检测低水平的辐射，利用一个接受分子，然后导致一个因子的分泌，然后，反过来，使细胞具有抵抗力。
尼娜:是的，我就是这么说的，我们已经在细胞中发现了保持这种分泌因子的机制，我们已经找到了抑制这种机制的方法。
克里斯:是什么化学物质在起作用?是什么分子在起作用?
Nina -诱导耐药的分子是TGF β 3，即转化生长因子3。其机制取决于INOS诱导型一氧化氮合酶的作用，如果我们抑制该分子的作用，我们可以停止整个过程，使细胞逆转到原始的超敏状态。
Chris -那么是什么将这种效应锁定在细胞中呢?
Nina -这与TGF β 3如何工作有关，因为它只有在不与一种叫做Lap的分子结合时才有活性。所以Lap抑制了分子的作用它是一种控制分子激活的系统。所以发生的是一氧化氮合酶产生一氧化氮这些一氧化氮带走了Lap所以它不能与TGF - β 3重新结合，然后它在细胞内保持活性并开始一些其他的过程使它像一个自我维持的机制一样循环。
Chris -综上所示，有少量的辐射触发了诱导型一氧化氮合酶的活动产生了一些一氧化氮，去除Lap分子激活TGF -分子然后触发了细胞生物化学的锁定变化，使其抵抗更多的辐射。因此，如果我们阻止这些作用，那么细胞可能会对这些非常低剂量的辐射保持高度敏感。埃里克，你怎么利用这些知识呢?
Erik -到目前为止，我们一直在讨论癌症，但这也可能对其他领域产生影响。TGF β似乎能够关闭超敏反应。例如，对于一个经历过辐射的人来说，这可能是非常积极的，因为通常，这是小剂量的如果你能在很小的剂量后以某种方式增加TGF - 3，这实际上可能会影响辐射的反应。所以，这可能会有一些影响。W
我们还不知道这一点，但这可能会对其他领域产生一些影响，而不仅仅是癌症研究。
Chris -所以如果我们有办法将信号发送到健康组织，我们就能保护健康组织。我们可以让癌变组织变得脆弱，这意味着像放疗这样的抗癌疗法可以在更低的剂量下变得更有效。
埃里克:是的。例如，通过有针对性的管理，这可能是一种可能性。重要的是，我们已经厘清了在极低辐射剂量下影响辐射反应的机制。
克里斯-妮娜，你觉得为什么细胞会有这个?正常情况下，这个机制有什么作用?为什么进化选择了它?
妮娜-这是个好问题。我不确定。我认为它的功能比我们知道的要多，所以我不确定这只针对超辐射敏感。我认为这是一种应激反应，但我没有说的一件事是我们也试着在照射后施用TGF - 3在他们接受辐射4小时后它也有效果所以它是反向工作的如果发生意外也很有趣。
Chris -如果你阻断了TGF - β在健康组织中的释放，会有什么后果呢?细胞会受到什么影响吗?
Erik -这是一个很好的问题，因为你知道，当细胞对超辐射敏感性做出反应时，这可能是一种正常的反应，只是为了摆脱受到辐射损伤的细胞，只是为了摆脱它们。如果损伤不是太严重，它们可以很容易地通过干细胞修复。但如果损伤持续了很长一段时间，他们就有可能关闭超无线电灵敏度，通过照顾细胞来修复和维持组织。所以，这可能是一个正常的过程，对组织的恢复有一定的意义，我们有一些迹象表明，这种保护-我们当然应该称之为保护-不仅对辐射有效，而且对一些有毒化学物质也有效。所以，这是一个更普遍的压力因素，而不仅仅是辐射。
克里斯-Erik Pettersen和Nina Edin。
揭示物种大灭绝的原因
与奥斯陆大学物理系地质过程物理学教授Henrik Svensen合作
Henrik:让我带你回到10到15年前，我的同事从挪威近海的地震数据中发现了一些惊人的结构，几乎像大型火山结构，你可以在地震反射数据中看到它们延伸到海底4到5公里。他对此很感兴趣，想要了解它们是什么。
克里斯-那么它们的横截面有多大?因为很明显，它很高，但是横截面呢?
亨里克-直径可达10公里。这是一个非常大的陨石坑结构，长话短说，我开始在南非做这项工作，观察陆地上暴露的相当类似的结构，以便更好地了解这可能是什么。我的发现真的很惊人——从巨大的结构，充满碎石的大陨石坑——但我没有发现任何火山岩。所以，我的结论是，这些结构是由气体释放形成的，爆炸性气体从地壳中释放出来，气体释放是由地壳中融化的火成岩的作用引发的。
为什么它们会在它们形成的地方形成?
亨里克:它们的形成是因为在地下，1.83亿年前，南非的那部分地区被融化物侵入，融化物引发了气体的形成，导致了超压，然后喷出了类似火山结构的结构，将气体释放到大气中。
克里斯-就像火山的排气管。
亨利克:是的，这是一个很好的描述。
克里斯:这些事情会有什么影响呢?什么会穿过它们?要多久?当地的环境是怎样的?
Henrik:这是我们多年来研究的主题，我们对此有不同的方法。我们做实地调查，我们观察这些管道结构中的矿物质，我们也做一个理论模型来理解这些管道中流出的东西。总而言之，释放出来的气体成分与地下被加热的岩石类型有关。所以如果你用液体加热沙子，用水加热，就会形成水蒸气。如果你加热富含有机物的贝壳，你可能会形成甲烷或二氧化碳。但就南非的情况而言，我们认为主要的气体成分是甲烷，当然，事情开始变得有趣了，因为甲烷是一种温室气体，我们正试图量化气体释放量，如果它喷发得足够快，它肯定在造成全球变暖的范围内。
克里斯-天哪!你认为这些东西会保持活跃多久?
亨利克:这个问题很难回答。我们正在用最好的方法尽我们所能，我们可以说这一切都发生在50万年之内。
克里斯-时间很短，不是吗?我们讨论的气体体积是多少?
亨里克-数十亿吨的天然气。
克里斯-天哪!因此，如果所有这些都在一次痉挛释放中爆发出来，那么全球气温将会有相当多的潜在变化。
亨利克:没错，如果你看看地球上在这些管道结构形成的同时发生了什么，就会发现早侏罗世确实发生了一次全球变暖事件。所以我们认为这两件事是有联系的。然而，今天的主要挑战是找到这种直接联系，不仅要说这是在同一时间发生的，而且要说它们实际上是在过程中联系在一起的，这真的很难。
Chris -那么有哪些悬而未决的问题?你觉得接下来该怎么解决这个问题?
Henrik:我认为我们需要了解物种灭绝的机制，以及究竟是什么导致了地球上生命的消亡。目前，我们对这个过程感到非常困惑。
与黑猩猩相处
与奥斯陆大学生物系CEES Adriana Hernandez-Aguilar合作
阿德里亚娜我研究的这些黑猩猩生活在大草原，这与你在纪录片中看到的典型的森林栖息地非常不同。它们的旱季非常严酷，长达6个月。我们正试图弄清楚他们如何在那里谋生。我在坦桑尼亚花了两年时间研究这些黑猩猩，在此期间，我发现了一种新的工具使用方式。
我们知道黑猩猩在许多不同的环境中使用工具，但这种特殊的工具使用以前没有报道过。他们用工具像挖土豆一样挖根，这种行为非常有趣，因为人们过去认为这是人类独有的行为之一。关于是什么使我们成为人类，一直有很多争论——如果是吃肉，狩猎，或者挖掘块茎，就像非洲或世界其他地方的狩猎采集者今天仍然在做的那样。
克里斯-那为什么之前没注意到呢?为什么没有人看到黑猩猩这样做呢?
Adriana -因为黑猩猩的工具使用并不是在所有种群中都存在。不同的黑猩猩种群有不同类型的工具。所以我们以前从未研究过这个群体。在我开始研究之前，这个叫做乌加拉的地方只进行过短期调查而我是第一个长期在那里工作的人，我在那里待了2年。因为黑猩猩不习惯人类，这意味着我们无法跟踪它们，也无法一直观察它们的行为。我还接受过考古学家的训练，所以这个发现是基于间接证据。我们发现了他们挖的洞，上面有他们的指关节印，有粪便，有毛发，有指印，当然，我们听到黑猩猩在那些地方发出声音，当我们到达那里时，黑猩猩已经走了，但物证留在了那里。
克里斯-和我们说说他们使用的工具。
Adriana -这些工具是非常初级的。这意味着他们不是很发达。例如，狩猎采集者也使用工具来获取块茎，这些工具很长，很重，是棍子，通常在深处用火硬化。黑猩猩使用的这些工具在某种意义上是权宜之计，因为它们是非常新的。我们认为他们使用这些武器的时间不长。它们种类繁多。其中一些是倒下的圆木碎片。还有一些是树皮，他们只是把泥土刮掉，我们认为，然后当它变得容易时，他们就用手挖。所以，我们认为这是一种不存在很长时间的行为。所以它是不久前才被发现的。 They haven't had time to have very complex tools to do such behaviour. But the fact that they are using these tools and getting these resources makes it very interesting.
克里斯:我们知道黑猩猩是如何传递知识的吗?他们是通过被动的观察——我看着你用那支铅笔在那张纸上写字，然后我想出如何做同样的事情，还是有主动的教学在进行?母亲会主动鼓励孩子做同样的事情吗?还是我们不知道?
阿德里亚娜-我们知道，从人群中，受试者已经习惯了人类，所以你可以观察他们。很多工具的使用是通过观察母亲通常使用的工具。由于黑猩猩生活在一个裂变/融合的社会中，这意味着它们从来不会——整个群体从来不会——一直在一起旅行，而是分成小群，然后这些小群的组成会在几分钟、几小时或几天内发生变化。所以你永远不会和相同的黑猩猩在一起，但唯一不变的是母亲。依赖的后代总是跟着母亲旅行，所以他们有很多机会通过观察母亲如何使用工具来学习。我们也知道母亲更容易使用工具。例如，当他们用石头、铁砧和锤子敲开坚果时，他们会把工具留给婴儿使用。他们也被观察到以特定的方式放置坚果，使锤击更成功，也有一些积极教学的报道，但这并不常见。人们需要看到更多这样的证据才能说，是的，他们确实有积极的教学。
克里斯:如果你能弄清楚黑猩猩是如何从零开始进化出这种相当新的行为的，这是否能告诉我们，我们，或者至少是我们的早期祖先，是如何进化出使用工具的?
阿德里亚娜:我们认为在人类进化史上，工具的使用可能进化了很多次，但是通过了解工具使用的限制，通过了解灵长类动物使用工具的适应性，我们可以了解很多关于人类使用工具以及我们是如何进化的。
事实上，我只是一篇比较最古老的人类技术的论文的一部分
260万年前，来自埃塞俄比亚戈纳，大多是黑猩猩的工具。你可以从考古记录中推断出的所有行为都存在于黑猩猩身上除了两个问题那就是工具携带的距离，原始人携带工具的距离更远。黑猩猩没有的另一种行为是，原始人与当时的大型食肉动物——有齿的猫、豹子、狮子——竞争，而黑猩猩在非洲没有与这些食肉动物竞争。所以这是我们能看到的仅有的两个不同我现在正在写一篇关于迁徙的论文如果我们深入研究黑猩猩迁徙的知识，它和我们对原始人迁徙的了解并没有太大的不同。所以，我们可能只剩下一个不同之处，那就是原始人与食肉动物竞争，但我想确保我们明白这种竞争不是直接的，但他们可以获得相同的食物类型。他们吃大型动物的肉，但我们不认为这是直接的竞争。这些原始人是通过狩猎还是食腐来获取肉的，这是一个很大的争论，我们还不知道。最早的原始人可能不怎么打猎。
鸣禽的精子进化
与奥斯陆大学自然历史博物馆的Terje Laskemoen合作
Chris -现在，我们来讨论一下精子细胞，生物学家Terje Laskemoen将其描述为非常矛盾的。
Terje -它们的任务很简单，首先到达卵子，实现受精，但这是整个动物王国中，就大小而言，变化最大的细胞。
克里斯-那有什么变化呢?
Terje -你有来自线虫的精子，你不想在你体内的小蠕虫可能只有几微米大，而果蝇的精子几乎有6厘米大。
克里斯:6厘米!?但它们是苍蝇。它们是小苍蝇。
Terje -对，没错。精子的长度实际上是个体长度的10倍。
克里斯:为什么?他们是怎么用这种东西的?
特杰:嗯，现在还不能完全理解为什么它们那么大，但是当然，会有一个权衡。所以它们不是产生数百万甚至数十亿的精子，而是有一些非常大的精子。出于一些奇怪的原因，这在这些物种中是有效的，但这当然是一个例外。
克里斯-那鸟类呢?
Terje -鸟类的精子和人类的精子相比非常特别。人们习惯了蝌蚪的东西——圆脑袋，游泳，鞭毛跳动，看起来像蝌蚪。鸟类的精子则大不相同。它们实际上是螺旋形的(头部和中部)。它们在介质中移动的方式实际上是绕着自己的轴旋转，同时拍打鞭毛。我喜欢用蝌蚪精子来形容人类，法拉利精子来形容鸟类。
克里斯:他们真的更快吗?
泰杰:他们肯定快多了。快十倍，是的。
克里斯:那么，对于这种戏剧性的差异，显而易见的问题是，为什么?
Terje -我只研究鸣禽。我必须特别说明，因为其他鸟类的精子不一定是螺旋形的。
克里斯:真有意思。那我问个问题，你们是鸟吗
学习，他们是——滥交吗?
特杰:是的，绝对是!
克里斯:所以这里有一种选择，这里有一种选择，因为有可能雌鸟在做一些改变，雄鸟也在做一些改变。这里的竞争很激烈。
泰杰:是的，这就是为什么这个系统如此迷人的原因，因为鸟类既在社会上一夫一妻制，也在基因上一夫一妻制。在这些物种中，我们发现精子确实是多变的，无论是在雄性体内还是在雄性之间。而在其他鸟类物种中，它们是一夫一妻制的，我们有一个母亲和一个父亲养育后代，但在基因上是高度混杂的。所以，雄性飞来飞去，雌性接受雄性的到来。
克里斯-如果你有一对鸟，那你的分数是多少?这对鸟的后代中有多少是由这对鸟中的雄鸟所生的?
Terje -是的，这是非常非常多变的。极端的情况发生在澳大利亚，高达80%的后代是由另一个雄性而不是饲养它们的社会雄性所繁殖的。
克里斯:好吧，所以这里有很大的压力，要确保你的精子，能真正传递给下一代，这就是为什么他们要这么快?
Terje -是的，速度和滥交的程度是有关系的。精子竞争越多，精子游得越快。
克里斯:那么从直觉上讲，如果精子处于那种竞争水平速度是关键因素那么它们就有更大的压力来保持精子的大小与那些你说的更倾向于一夫一妻制的动物和鸟类相比。压力较小，精子可以在大小和速度上有很大的变化。
泰杰:对，没错。这就是它现在指向的。尽管性交速度和这种滥交程度之间有很强的关系，但精子大小的变化却有着极其紧密的联系。所以，在一个一夫一妻制的物种中，基因上一夫一妻制，精子大小的变化很大精子竞争越多，精子的变化就越小，直到极端的一端出现高度的滥交，雄性之间的精子看起来几乎一模一样。所以，我们实际上发表了一篇论文，说你可以给我看你的精子，我可以预测你的滥交程度。
克里斯:这同样适用于人类吗?不。
特杰:嗯，人类是适度滥交的。我们有一个可以和我们比较的物种。比如说，黑猩猩……
克里斯-他们很滥交，是吗?
他们比我们更滥交，他们的精子比我们更快。
Chris -所以它符合模型。
Terje:是的，它符合这个模型，实际上，大约5年前发表了一篇关于这个的论文，研究了黑猩猩，人类和大猩猩，结果与预测的方向一致。所以大猩猩的精子最慢，人类在中间，黑猩猩最快。
Chris -所以重要的不仅仅是尺寸。速度是最重要的。
泰杰:还没有人研究过类人猿精子大小的变化，但最近有一篇关于昆虫的论文，报告了我们的发现。现在有些人在群居昆虫中研究了这个，比如蜜蜂，大黄蜂和蚂蚁，他们发现了同样的模式。因此，精子竞争越多或滥交程度越高，精子细胞的变异就越低。
克里斯-这是一个很微妙的问题。当你向它们索要精子样本时，它们会答应吗?你们是怎么拿到样品的?
泰杰:嗯，我们给他们轻柔的按摩，这是一个有趣的问题，因为有些人，当他们问我是做什么的时候，如果我想长话长说，我会开始告诉他们我是一个生物学家，我研究鸟类等等，最后说我研究精子进化。但另一方面，我可以告诉他们我的工作是给鸟打飞机。
但我想以一种更严肃的方式结束。鸟类有储存精子的器官，就在它们的泄殖腔附近，这使得它们的泄殖腔看起来像一个管子在繁殖季节，它们的精子产量达到顶峰。这些就是我们按摩来强迫射精的部位。当你有经验时，这在5秒内完成。你可以像我们一样取血液样本，取精子样本，匹配翅膀的大小，把鸟绑起来，在几分钟内放出来。
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