《大气CO2浓度飙升给人类带来严重挑战》

  • 来源专题:大气污染防治
  • 编译者: APC
  • 发布时间:2020-07-06
  •  当今大气中的二氧化碳(CO2)浓度,达到很长时间以来的最高值。据近日发表在《地质学》期刊上的一项最新研究,科学家发现当今大气CO2浓度超过了过去2300万年的最高纪录,且其飙升的速度也前所未有。  自从工业化以来,人类不断升级发展需求,温室气体的排放越来越强劲。长期研究表明,从19世纪初开始,CO2浓度急剧上升,这一时间点就在工业革命的前后。目前,CO2被认为是温室效应最强的污染物之一,而CO2浓度升高与气候变化密切相关。目前,已有的直接记录可以追溯到几百年前,但在这之前,情况就非常模糊了。科学家们钻出的冰芯,可以让人们“看”到远在270万年前的情景——当时的CO2浓度还不到300ppm。  此次最新研究中,美国路易斯安那州立大学的研究人员将目光投向了更远的时间,追溯到2300万年前。团队通过研究古代植物的化石遗骸来实现这一目标。因为当植物生长时,它们会从大气中吸收CO2,植物的组织会保留某些稳定的碳同位素,尤其是碳-12和碳-13。当这些植物变成化石后,科学家们就可以研究同位素的含量,以确定植物生长时的CO2浓度。  研究团队通过这一方法发现,在整个2300万年的时间里,CO2浓度大多在230ppm到350ppm左右波动。这远远低于现代水平。研究同时发现,在过去的漫长岁月里,CO2浓度从未像我们现在所经历的这样,如此剧烈地攀升。  研究人员指出,在过去2300万年中,变暖事件都与CO2浓度的上升幅度有关,其中包括发生在1500万到1700万年前的中新世中期,以及300万到500万年前的上新世中期。  去年5月,夏威夷的莫纳罗阿天文台测量的数据显示,CO2浓度创下了415.26ppm的新高,该浓度也是人类历史上最高。如今这项最新研究,进一步证明了当前人类所面临挑战的严重性。  总编辑圈点  与新冠肺炎疫情一样,气候变化是全球面临的另一个重大挑战。此类难题有个共同点:它们并非仅影响某个地区、某一群人,而将影响全人类的命运;同时,解决它们又需要每一个人观念的改变以及付诸行动。可以说,它们是对人类智慧的真正考验。要想破题,必须从短期利己主义中跳脱出来,用长远目光和大局意识去审视现状,寻找应对策略,在合作之中推进问题的解决。

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  • 《Nature | 人类 SARS-CoV-2 挑战揭示局部和全身反应动态》

    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-06-22
    • 2024年6月19日,威康桑格研究所、伦敦大学学院(UCL)、伦敦帝国理工学院、荷兰癌症研究所等机构的研究人员在Nature发表题为Human SARS-CoV-2 challenge uncovers local and systemic response dynamics的文章。 该研究利用单细胞测序,研究了健康成年志愿者对SARS-CoV-2感染的免疫反应,这是世界上第一个COVID-19人类挑战研究(COVID-19 human challenge study)的一部分。并非所有接触的参与者都感染了COVID-19,这使研究小组能够发现与抵抗持续病毒感染和疾病相关的独特免疫反应。 严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)已在全球感染了数百万人。虽然这可能是致命的,但许多人会接触到COVID-19检测呈阳性的人,但他们自己却设法避免生病,无论是PCR检测呈阴性还是无症状的病例。虽然以前的研究在症状出现后对COVID-19患者进行了检查,但在这项新研究中,研究人员首次在免疫学na?ve队列中开始捕捉暴露后的免疫反应。作为由伦敦帝国理工学院领导的英国COVID-19人类挑战研究的一部分,36名没有COVID-19病史的健康成年志愿者通过鼻子注射了SARS-CoV-2病毒。研究人员对16名志愿者的血液和鼻粘膜进行了详细的监测,跟踪了整个感染过程以及感染事件发生前的免疫细胞活动。随后,威康桑格研究所和伦敦大学学院的研究小组使用单细胞测序技术生成了超过60万个单个细胞的数据集。 在所有参与者中,研究小组发现了之前未报告的即时病毒检测反应。这包括激活血液中专门的粘膜免疫细胞,减少通常吞噬和破坏病原体的炎性白细胞。立即清除病毒的个体并没有表现出典型的广泛免疫反应,而是产生了微妙的、从未见过的先天免疫反应。研究人员表示,暴露于病毒之前,一种名为HLA-DQA2的基因的高水平活性也有助于人们防止持续感染。相比之下,六名持续感染SARS-CoV-2的人在血液中表现出快速的免疫反应,但在鼻子中表现出较慢的免疫反应,从而使病毒在那里站稳脚跟。研究人员进一步确定了激活的T细胞受体之间的共同模式,这些受体识别并结合病毒感染的细胞。这提供了对免疫细胞通讯的见解,以及开发针对COVID-19和其他疾病的靶向T细胞疗法的潜力。
  • 《美科学家田间实验揭示食物质量因CO2升高而受损》

    • 来源专题:气候变化科学领域监测服务
    • 编译者:刘建华
    • 发布时间:2014-04-21
    • 科学家利用田间试验首次证明,CO2水平的升高抑制了植物的硝酸盐同化成蛋白质,这意味着随着气候变化的加剧,粮食作物的营养质量处于危险之中。这一来自于麦田试验的结果,主要是由加利福尼亚大学的植物科学家主导完成的工作所得出的,其成果《田间生长麦子的硝酸盐同化受到CO2升高的抑制》(NitrateAssimilationisInhibitedbyElevatedCO2inField-grownWheat)在线发表于2014年4月6日的NatureClimateChange期刊。研究人员指出,随着大气中CO2水平的升高,我们正经历着食物质量的下降。尽管在之前的研究中,有关研究人员也提出过几种解释这种下降的原因,但这项研究首次在田间生长的作物中证实了CO2浓度升对硝酸盐转化成蛋白质的抑制作用。 氮的同化过程在植物的生长与生产力方面起着关键的作用。在食品作物中,这一过程尤其重要,因为植物利用氮来生产蛋白质这一人类关键的营养物质。而小麦更是提供了全球人类饮食所需蛋白质的近1/4。 许多之前的实验室研究已经证明,大气中CO2浓度的升高会抑制谷类与非豆类作物叶片中硝酸盐的同化,但却并没有检测田间生长植物的这种关系。为了验证小麦对不同大气CO2浓度的响应,研究人员检测了位于亚利桑那州菲尼克斯城马利柯帕农业中心(MaricopaAgriculturalCenter)1996年与1997年生长的几组小麦样本。在那个时候,富含CO2的空气释放到田间地头,使实验田大气中碳的水平升高,受控制的小麦作物也生长在这一环境中,研究人员当时便将各种不同小麦试验田中收割的叶子即刻置于冰上,然后放进烘箱烘干并储存在真空密封的容器中,以最小地减少各种氮化合物随时间的变化,十多年后,研究团队利用这些材料开展在实验小麦植株收割的时候不能开展的有关化学分析。 在目前的研究中,研究人员通过对田间生长小麦中三种不同硝酸盐同化的测算,肯定了大气中CO2浓度升高对蛋白质合成的抑制作用。这一研究结果与之前实验室研究的结果是一致的,之前的研究表明,植株叶子的硝酸盐同化对大气中CO2浓度升高存在几种生理机制的响应。 其他的研究也已经证明,小麦、大米、大麦以及马铃薯的蛋白质含量呈下降趋势,平均而言,随着CO2的升高,蛋白质大约下降了8%。最终,随着未来几十年内大气中CO2浓度的不断升高,人类消费获得的蛋白质总量大约将减少3%。 虽然大量的氮肥施肥可以部分地弥补这种蛋白质的下降,但这也会产生一些消极的后果,如更高的成本、更多的硝酸盐淋溶到地下水中以及大气中CO2浓度的不断增加等。 这一研究得到美国NSF、美国农业部国家食品与农业研究所的国家研究计划(NRI)竞争性资助计划的资助。 (王勤花编译)