1980 年代，地球物理学家通过测量地震波在地心附近发现了两个大陆大小的物质团，一个位于非洲下面，一个位于太平洋下面。每个地幔斑点两倍于月球大小，与周围地幔的元素构成存在差异。它们被称为大型低剪切速度区（LLVP 或 Large low-velocity provinces）。根据发表在《自然》期刊上的一项研究，它们是数十亿年前与地球相撞的古老行星的残留物，而月球也是与这颗被称为忒伊亚（Theia）的火星大小天体相撞的产物。研究认为，忒伊亚的大部分物质被地球吸收，形成了 LLVP 斑点。

几个世纪以来，博物学家一直感到困惑，海星的头部到底是由什么组成的。在观察蠕虫或鱼类时，很明显哪一端是头，哪一端是尾。但是海星有五条相同的臂，如何区分生物体的前端和后端确实是个难题。这种不寻常的身体结构让许多人得出结论，海星也许根本就没有头。基因测序发现，幼年海星的几乎所有部位都检测到与头部发育相关的基因特征，但编码动物躯干和尾部的各个基因的表达却基本缺失。这表明，海星不是没有头，而是在演化过程中失去了身体，只剩下头。

大约 6600 万年前，一颗直径至少 10 公里的小行星撞击了地球，留下了直径约 180 公里的希克苏鲁伯陨石坑，杀死了地球四分之三的生命，其中包括恐龙。根据发表在《Nature Geoscience》期刊上的最新研究，这起撞击事件产生的尘埃在大气中逗留了 15 年，导致的严冬在生物灭绝中扮演了重要作用。研究人员分析了位于美国北达科他州的 Tanis 化石遗址。该地距离陨石坑 3000 公里，但其古湖泊沉积层保留了很多撞击事件产生的尘埃颗粒物。研究人员估计，撞击释放到大气层中的物质 75% 是尘埃、24% 硫磺和 1% 炭黑。大气层中的尘埃使得光合作用至少停止了一年，导致了生命的灾难性崩溃。

科学家首次成功启动了世界最小的粒子加速器。研究报告发表在《自然》期刊上。该加速器被称为纳米光子电子加速器（nanophotonic electron accelerator），只有硬币大小，由一个小型芯片构成，其中包含有微型真空管组成的数千柱状物。研究人员通过向柱状物发射微激光束加速电子，加速管长 0.5 毫米，是欧洲大强子对撞机 27 公里长的加速管隧道的 5400 万分之一，他们将电子的能量从 28.4âkeV 加速到 40.7âkeV。微型加速器的一个备受瞩目的应用是靶向癌症放射性治疗，它的体积小到可以内置在内窥镜中，直接靶向癌细胞区域进行放射性治疗，减少放射治疗的副作用。

发表于《科学》和《细胞》的两项研究表明，黑猩猩会经历更年期，其他数十种哺乳动物中的雌性的寿命的长短会超过其繁殖能力存在的时间。更年期对于人类来说是正常的生理阶段。其间，随着卵子储备的减少、怀孕所需的激素水平下降，最终月经周期停止。而研究人员所能确定的存在死亡前繁殖减少甚至停止现象的，只有少数物种的雌性，比如虎鲸。研究人员通过通过人口统计学测量，确定了雌性黑猩猩在最后一次繁衍后能存活多久，发现平均存活时长为 8 年，占雌性黑猩猩成年期的 20%。而这一数字在科学家统计的几乎所有其他物种中接近 0%。但黑猩猩的繁殖后阶段长度仍然比不上人类，后者成年后 40% 至 70% 的时间都处于繁殖后阶段。

了不起的盖茨比曲线（Great Gatsby Curve）是基于加拿大经济学家 Miles Corak 的研究，他统计了 21 个国家的数据，得出“社会不公平程度”与“代际收入弹性”基本正相关的结论。这说明一个国家的社会不公平程度越高，父辈的收人水平对下一代收入水平的影响越大，子女处于父辈的经济阶层的可能性就越高。它的名字源自菲茨杰拉德（Francis Scott Fitzgerald）的《了不起的盖茨比》，这部小说讲述了美国爵士时代的代际财富差距和新富阶层，主角盖茨比出生贫穷，但后来赚了很多钱，显著提高了他的社会层次。英国研究人员在预印本平台 arXiv 发表论文，分析了 22 个学科中逾 24.5 万对导师学生组合以及他们所出版论文的系谱数据，发现学术界也存在了不起的盖茨比曲线，即学术影响的不平等与学术影响的跨代持续性之间正相关，导师影响力与被指导者影响力随着时间相关性日益增加，这意味着学术界的代际流动性下降。

解密的冷战间谍卫星照片揭示了数百个以前未发现的罗马帝国要塞。考古学家分析了 1960s 和 1970s 拍摄的航空照片，在叙利亚和伊拉克发现了 396 个以前未知的罗马要塞遗址。研究报告发表在本周出版的《Antiquity》期刊上。法国耶稣会探险家 Antoine Poidebard 曾在 1934 年利用飞机记录了该地区 116 个堡垒构成的某种防御工事。历史学家认为它们是为了防御来自阿拉伯和波斯的入侵，以及游牧部落的掠夺。但最新分析显示，罗马帝国的边境是一个具有高度流动性的跨境贸易场所，这些要塞支持了该地区的贸易、通讯和军事运输系统，是为了保护商队，促进交易，而不是暴力冲突。

人人都知道运动前给肌肉热身的重要性，但热身时肌肉究竟发生了什么？根据发表在《Journal of General Physiology》期刊上的一项研究，日本大阪大学的研究人员利用先进的显微技术加热肌肉蛋白，研究了细胞温度升高对骨骼肌和心肌收缩性的影响。研究结果表明，骨骼肌比心肌对温度升高更敏感，加热可以迅速激活骨骼肌的收缩蛋白，从而提高肌肉性能。研究小组发现，肌肉细胞中的一些蛋白质充当温度传感器，加热对骨骼和心脏收缩系统的影响是不同的。骨骼肌只在需要时产生一定的力量，而心脏则是持续跳动的。骨骼肌对温度的依赖性较高，这可能使它在热身时相对迅速地收缩，即使是由于轻微的运动或锻炼而引起的轻微升温。这意味着肌肉可以储存能量，在不需要的时候休息。相比之下，无论温度如何，心脏较低的温度敏感性可能有利于保持持续的心跳。

密歇根大学的一项研究发现，人们对超加工食品有上瘾的迹象，包括冰淇淋薯片等高糖、高碳水化合物产品。研究人员分析了来自 36 个国家的 281 项研究，发现 14% 的成年人和 12% 的儿童表现出对超加工食品上瘾的迹象。研究发现，这些成瘾与酒精和烟草的成瘾程度相同。密歇根大学心理学教授、首席研究员 Ashley Gearhardt 在一份新闻稿中说:“超加工食品成瘾的有效性和临床相关性得到了一致的支持。通过承认某些类型的加工食品具有成瘾物质的特性，我们可能能够帮助改善全球健康。”

有没有办法不靠任何形式的围栏就能让大象和人类友好相处？众多研究表明，人类可以依赖渺小的蜜蜂。小蜜蜂能吓跑体型是它 2200 万倍的庞然大物。即使是蜜蜂的嗡嗡声音就能让一群大象惊慌失措。当听到嗡嗡声时，大象会奔跑，摇晃着头，好像要把蜜蜂从空中拍下来。蜜蜂的刺无法穿透大象的厚皮肤，但一群蜜蜂能叮蜇大象最敏感的部位，如鼻子、嘴和眼睛。非洲蜜蜂群的攻击性是很强的，蜇一口是很疼的。研究人员报告了如何在蜜蜂的帮助下解决农民与大象之间的紧张关系。大象生性和平，但它们能轻而易举的践踏毁坏农作物，甚至能推倒整栋房屋。人类对此也负有责任，大象的自然栖息地变成了耕地变成了农田，侵占了其食物来源，让动物们别无选择。结果是大象和人类争夺相同的资源，它们能在一夜之间毁掉整个农场的收成。农民也缺乏资源用铁丝网围住农田。研究显示，悬挂蜂巢阻止大象袭击的效率高达 95%。

太阳磁极正在消失。但不要恐慌，这是太阳 11 年活动周期的一部分。过去几年，太阳的活动一直在加强，耀斑等太阳喷发在增加。对地球人类而言不明显的地方是，太阳活动也在侵蚀它的流体磁场，导致两个磁极几乎完全失去电荷。随着时间的推移，磁场将发生逆转，当太阳活动减弱磁场将会逐渐增强。目前太阳处于第 25 个周期的中间阶段，这一周期始于 2019 年 12 月。

女性被诊断为焦虑症的可能性几乎是男性的两倍，但青春期前的男孩和女孩被诊断为焦虑症的可能性几乎相同。加州戴维斯的一项研究发现，大脑在青春期的变化可能解释了男女对压力的不同反应。根据发表在 PNAS 期刊上的论文，对雄性和雌性鼠的实验发现，睾酮是导致两性对社会压力反应差异的关键激素。没有睾丸激素的雄性和雌性小鼠在与潜在攻击者互动时，其杏仁核的大脑活动水平异常高。但小鼠如果受到睾丸激素的影响，其神经活动没有出现增加的情况。

托管预印本平台 arXiv 的康奈尔大学宣布从 Simons 基金会和美国国家科学基金会获得了逾一千万美元的资助。这笔资金将用于将 arXiv 迁移到云端，对代码进行现代化，保证可靠、容错和可访问。arXiv 将雇佣多名软件开发者去支持代码现代化工作，康奈尔的计算机科学系将开发新的搜索和推荐技术，将在确保隐私的情况下测试和部署。arXiv 将通过生成 HTML 和 PDF 版本的内容改进视障人士的可访问性。arXiv 创办于 1991 年， 创始人 Paul Ginsparg 在 2001 年加入了康奈尔大学后 arXiv 由康奈尔大学图书馆托管。它的总论文数在去年突破了 200 万篇。

从细菌到蓝鲸，生物体内的细胞数量超过了地球上沙粒估计数量的一万亿倍，比宇宙中所有恒星都要大一百万倍。根据最新估计，曾经存活过的细胞数量还要大 10 个数量级。这些计算可以帮助科学家更好地了解地球的繁殖力，并预测未来的生命形式如何使用碳。卡尔顿大学地质学家 Peter Crockford 团队将现有的海洋、土壤和地下微生物的数量与大型生物体的细胞数量相结合，开始了盘点工作。结果确认大约 10^30 个细胞是曾经存活过的细胞总数的起点，其中大部分是蓝藻。把所有都计算进去，大约有10^39到 10^40 个细胞存在过。研究人员的计算表明，这些数字正在接近上限，地球根本没有资源来支持超过 10^41 个细胞。

营养专家多年来已经认识到，富含脂肪和糖的西方饮食可能是导致肥胖的原因，但关于罪魁祸首：摄入过多卡路里的争论一直存在，那么是具体的食物，如碳水化合物或脂肪吗？这导致一些团体建议减少糖，一些减少碳水化合物的摄入量，而另一些则认为关键是减少高脂肪食物。发表在《肥胖》上的一篇论文表明，这些理论并非互不相容，它们都可以以一个真正的驱动因素为中心，以一条统一的途径结合在一起：果糖。果糖存在于食糖和高果糖玉米糖浆中。果糖也可以在体内由碳水化合物合成。当果糖被代谢时，它会降低体内的活性能量(被称为ATP或三磷酸腺苷)，从而导致饥饿和食物摄入。

根据发表在 PLOS ONE 期刊上的一篇论文，研究人员根据过去二十年的考古发掘得出结论：尼安德特人与智人一样聪明。尼安德特人有着比人类祖先更大的大脑，他们能控制火，知道如何生火和维持火苗稳定燃烧，知道用火烹饪、取暖和防御，他们甚至在其居住的洞穴中赋予火重要的地位。这项研究改变了我们对于尼安德特人的传统看法。长期以来他们被认为能力和智力上弱于智人，被视为两种完全不同的物种，如今科学家倾向于认为尼安德特人和智人是同一物种的不同形式。尼安德特人还知道如何用药，甚至能做成功的手术和照料残疾人。

根据发表在《Cell Reports》上的一项研究，常见致病真菌白色念珠菌(Candida albicans)在进入大脑之后会产生与阿尔茨海默症非常相似的变化。研究人员发现，白色念珠菌会产生名叫 Saps（secreted aspartic proteases) 的酶，破坏血脑屏障，让真菌能进入大脑并造成伤害。而破坏血脑屏障的酶也能将前类淀粉蛋白质分解成类抗体肽（Ab-like peptides），这些肽通过名叫 Toll-like receptor 4 的细胞表面受体激活小胶质细胞，使真菌负荷保持在低水平，但不能清除感染。这项研究为阿尔茨海默症的治疗提供了新的思路。

研究人员发现，减少总的热量摄入可恢复肌肉的活力，并激活对健康很重要的生物学通路。研究人员分析了CALERIE 项目（全面评估减少能量摄入的长期影响）参与者的数据，该项目旨在分析适度的热量限制是否能够带来与动物研究相同的健康益处。他们发现，在为期两年的时间里，参与者的目标是将每天的热量摄入减少 25%，但实验组最多只能减少 12%。即便如此，热量的轻微减少也足以激活许多对健康衰老很重要的生物学通路。与对照组相比，热量限制组中发生显著变化的蛋白编码基因和剪接变体主要集中在与蛋白质稳态、昼夜节律调节、DNA修复、mRNA处理/剪接以及细胞凋亡和炎症相关的基因。

科学家在 PNAS 期刊发表论文称发现了“缺失的自然法则”——功能信息增加定律。 研究人员认为，无论系统是有生命的还是无生命的，一种新颖的配置如果运行良好，并且功能得到改进时，进化就发生了。复杂的自然系统会演变成更加模式化、多样性和复杂性的状态。换句话说，进化不仅限于地球上的生命，它也发生在从行星和恒星到原子、矿物等等其他大规模复杂的系统中。“功能信息增加定律”指出，如果一个系统的许多不同配置经历了一种或多种功能的选择，那么系统就会进化，系统的功能信息就会增加。 生命的进化史充满了新奇之处：当单细胞“学会”利用光能时，光合作用“进化”了。当细胞与细胞学会“合作”时，多细胞生命“进化”了。而物种的进化得益于游泳、行走、飞行和思考等许多有利的新行为。同样的演变也发生在矿物王国中。最早的矿物代表了特别稳定的原子排列。这些原始矿物为下一代矿物奠定了基础，同时也参与了生命的起源。生命的进化和矿物是交织在一起的，因为生命利用矿物质来制造贝壳、牙齿和骨骼。

根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究，漂泊信天翁可能利用次声波远距离导航。人耳听不到次声波，但在海洋环境中无处不在。被称为海洋之声的 Microbarom 就是一种海洋表面波与大气相互作用产生的次声波，它可以在大气中传播数千公里。研究人员使用 GPS 跟踪了 89 只信天翁的觅食飞行路线，然后将飞行路线与 Microbarom 次声分布的声学图进行对比。他们发现信天翁在定向飞行过程中会朝向 Microbarom 次声较“响亮”的区域，显示它们可能感知并响应次声波。