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意外发现：珊瑚礁的生存取决于

海洋最小型鱼类的隐秘生活

珊硼礁生态系统以及在它们中生活的色彩斑斓居民的生存依赖于很少被看到且常常受到忽视的底栖隐身性珊瑚礁鱼类，后者是最小型的海洋脊椎动物。据新的研究披露，这些极小的鱼（身长不超过5厘米）在维持珊瑚礁多样性和产力中扮演着至关重要但先前不为人知的作用——没有这些小鱼，珊瑚礁会成为海洋中的荒漠。

地球广袤的热带海洋区是孤寂贫瘠的所在，那里大多死气沉沉。但珊瑚礁为这些荒芜寥落的区域点缀了有着非凡生物多样性的隐窝样小袋。然而，珊瑚礁生态系统如何设法在低产力海洋中存活乃至兴盛令科学家们困惑了近年，这一谜团常被称作“达尔文悖论”。

应用幼年和成年珊瑚礁鱼动态变化和种群模型数据，SimonBrandl和同事揭示了底栖隐身珊瑚礁鱼潜在的生产力；他们证明，尽管通常看不见这些鱼，但它们却组成了近4成的珊瑚礁鱼类生物多样性，并占了珊瑚礁一带幼鱼群体的近三分之二。

这些结果表明，数量极为丰富的隐性底栖幼鱼（它们由快速生长但生命短暂的鱼类不断地产生）形成了珊瑚礁的营养动态基础，并为较大型珊瑚礁鱼类提供了其所进食的总鱼量的近57%。Brandl等人指出，这些极小鱼类对珊瑚礁产力所做出的巨大贡献很少被感觉到，因为它们被吃掉的速度几乎与它们被生出来的速度一样快。然而，由于它们的非凡且独特的生命史，隐性底栖鱼的“暗黑产力”成为珊瑚礁貌似矛盾的高产力基础。由于珊瑚礁目前因为气候变化和人为压力因素所发生的剧烈变化，了解隐性底栖珊瑚鱼类对珊瑚礁存活所起的作用或能保护珊瑚鱼群的基础及它们对人类的价值。

生产“环保”氢气的热门新法是

“化学工业的下一个合乎逻辑的步骤”

据研究人员报告，将传统的化石燃料方法电化成蒸汽甲烷重整（SMR）可启动一种“更为环保”的工业制氢法。如果全球性地实施这种方法，研究人员的这种更具效能的反应器或能消除近1%的全球二氧化碳（CO2）；这些反应器比传统反应器约小倍，否则它们会与6层楼的建筑一样大。

共同作者PeterMortensen在相关视频中说：“我们将这种通电的重整器看做是下一个合乎逻辑步骤的化学工业，因为我们可用这种方法将化学工业向更环保的过程转化，但由于这些过程同时是可行的，因此我们无需提高生产价格。”

蒸汽甲烷重整（SMR）是最常见的用来生产氢气的流程，而氢气是工业化学用品（如用于农业肥料的氨）合成中的重要组分。通过用极高温度和蒸汽，SMR重整器可将甲烷转变为二氧化碳和氢气。然而，这种广泛使用的方法也会留下明显的CO2足迹；这不仅因为该温室气体会作为反应的副产物而产生，而且化石燃料燃烧炉会被用来提供驱动反应所需的热量。

研究人员说，尽管SMR产生出了近50%的全球氢气供应量，但该过程所排放的CO2估计也占了近3%的全球排放量；尽管人们进行了数十年的旨在提高该产氢过程效能的研究，但尚未实施具工业规模的低排放替代方法。

Wismann等人在此介绍一种电力驱动版本的甲烷重整，它用的是AC电流和直接电阻来加热反应器。与常规的SMR不同，该通电过程可对反应器均匀供热，令甲烷得到最大转化但同时限制了有害含碳副产物的形成。更重要的是，能基于集成加热设计出格外紧凑的反应器，它可能比常规的SMR平台小倍。Geem等人在其《视角》中提出，对其它化工过程进行通电或能为永续性向前迈进做好准备，尤其是当来自可再生能源的电成本一直在持续下降。

细菌如何在有抗生素的环境中

获得针对抗生素的耐药性

一项新的研究的令人不安的发现揭示了抗生素耐药性是如何能在抗生素存在的时候在细菌细胞间传播的，而这些抗生素理应能阻止细菌生长。这些结果揭示，先前对药物敏感的细菌能够在长时间接触抗生素时存活下来以表达其刚刚获得的耐药基因--进而有效地让它们不受抗生素的影响。

这一过程的基础机制——包括一个在几乎所有细菌中都被发现的弃药泵——代表的是能抵制抗生素耐药性的标靶。细菌可从其它细菌那里通过诸如细菌接合等基因水平转移机制来接受小片段的DNA（质粒），这种过程常常能赋予接受方细胞基因优势，其中包括对抗生素的耐药性。在耐药菌中已经发现了大量的接合质粒，它们携带着1或多种对大多数（如果不是所有的）临床所用抗生素药物的耐药基因。尽管在致病菌中，细菌结合是耐药性传播的主要方法，但该过程的诸多方面仍不清楚，还有待在体内的描述。

应用活细胞显微镜检查及一种观察质粒在细胞水平实时传播的新型系统，SophieNolivos和同事对一个携带四环素耐药基因质粒的转移进行了追踪，该质粒从一个耐药的大肠杆菌捐体细菌转移到另一个接受体细菌，后者最初对该抗生素是敏感的。在质粒编码基因转移后不久，TetA在接受方细菌中被快速生成；TetA是一种介导四环素耐药性的蛋白。

然而，Nolivos等人意外地观察到，先前对抗生素敏感的细菌仍然能产生TetA耐受因子并通过质粒交换而获得对四环素的耐药性，尽管该菌一直与四环素接触并受到其对蛋白合成的抑制影响。这些结果表明，这种能力源自细菌的AcrAB-TolC多药外排泵，后者能减轻四环素的表达阻断作用，并同时令抗生素耐药性得到确立。VanessaPovolo和MartinAckerman在相关的《视角》文章中详细地讨论了这则研究。

去木质素木材的被动辐射冷却

中科院青促会特邀本文作者李恬进行详细述评，

请见推送第二条

据新的报告披露，一种新型的基于木头的材料可为削减高达50%的与建筑物冷却相关的能源成本提供可持续性的途径。这种亮白色的“冷却木”比自然木材强度高8倍，而且它有着强反射性，能通过被动辐射进行冷却；这是下一世代节能结构材料的两种备受追捧的属性。

建筑物占了美国总能源需求的4成以上，其中近半用于加热与冷却，而所用方法通常能效低下。室内环境冷却尤其富有挑战性而且耗能，这令被动辐射冷却成为提高建筑物能效的有吸引力的替代手段。被动辐射冷却材料可通过偏转入射日光照射及消散热能来冷却建筑物，而这一过程无需耗能。尽管有几种在建筑物内实现被动辐射冷却的方法已得到实验证明，但广泛采用该系统所需的制造与实施规模仍不可行。

图1.（A）天然木材和（B）降温木材的照片。（C）降温木材的SEM图像中显示出排列整齐的微米级通道和(D)纳米级纤维素。（E）木头的多孔结构表现出太阳光谱的强烈散射示意图。（F）纤维素官能团的分子振动引起的红外发射示意图。（G）降温木头性能的实时测量。

通过压缩已除去木质素（木质素是帮助植物细胞变硬的聚合物）的木材，李恬和同事增强了已经广泛使用的、可持续性建筑材料的特质，令其充满了令人难忘的力学和辐射冷却属性。据李恬等人披露，完全的去木质化和密实化过程不仅令木头强度显著增加，而且还会导致纤维素纳米纤维的部分对齐排列，赋予该能冷却的木材具有高度反射阳光和高红外辐射性的表面。对这种冷却木材辐射通量进行测试后显示，它能日夜不断地冷却至低于环境的温度。更重要的是，对16个美国城市所做的冷却成本评估发现，其节省幅度在2至5成之间。

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