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8. 大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史 生命起源与演化是世界十大科学之谜之一。地球上曾经生活过的生物99%以上已经灭绝，通过化石记录重建地球生物多样性变化历史是认识当今生物多样性现状与未来趋势的最重要途径之一。然而，地质历史时期地球生物多样性变化研究的时间分辨率低、生物分类粗，无法精确识别突发性重大生物演变事件，也不能为近代地球生态系统演变研究提供重要参考。 南京大学沈树忠、樊隽轩团队联合国内外专家创建国际大型数据库，自主研发人工智能算法，利用“天河二号”超算取得突破，获得了全球第一条高精度的古生代3亿多年的海洋生物多样性演化曲线，时间分辨率较国际同类研究提高400多倍。 新曲线精准刻画出地球生物多样性演变过程中的多次重大生物灭绝、复苏和辐射事件，揭示了当时生物多样性变化与大气CO2含量以及全球性气候剧变的协同关系。该研究将推动整个演化古生物学研究的变革。
古生代海洋生物多样性曲线与重要演化事件，图|科学网 9. 深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标 随着人口老龄化程度的日益加剧，深入研究衰老、科学应对人口老龄化是新时代的国家重大需求。 围绕衰老的机制和干预等核心科学问题，中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组，中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组，同北京大学汤富酬研究组联合攻关，利用多学科交叉的方法，在系统水平上揭示了哺乳动物多器官衰老的新型生物学标记物和可调控靶标。在衰老机制解析方面，发现氧化还原通路稳态失衡是灵长类卵巢衰老的主要分子特征，为评价卵巢衰老及女性生殖力下降提供了新型生物学标志物，也为寻找延缓卵巢衰老的措施及开发相关疾病的干预策略提供了新思路。在衰老干预方面，阐明热量限制（“七分饱”）可通过调节机体各组织的免疫炎症通路，延缓多器官衰老的新型分子机制，揭示了代谢干预、免疫反应与健康寿命之间的科学联系。 这些研究成果加深了人们对器官衰老异质性和复杂性的理解，为建立针对衰老及衰老相关疾病的早期预警和科学应对策略奠定了重要基础。
卡路里限制延缓多器官衰老的系统生物学研究，图|科学网 10. 实验观测到化学反应中的量子干涉现象 化学反应的进程伴随着复杂的量子力学现象，但其通常难以被直接观测到，因而化学反应的本质亦难以得到透彻的理解。 中国科学院大连化学物理研究所杨学明院士、张东辉院士、孙志刚和肖春雷研究团队提供了一个研究范例。他们研究发现，在H + HD→H2 + D反应中，在碰撞能量为1.9～2.2电子伏的范围内，产物H2（v= 2，j= 3）的后向散射呈现显著的振荡（其中v是振动量子数，j是转动量子数）。通过拓扑理论分析，发现该反应存在两条迥然不同的反应路径，振荡是由这两条路径之间的量子力学干涉所产生的。该研究揭示了该反应在较低能量处，量子几何相位效应仍然存在，并可以被观测到。 这非常类似于众所周知的Aharonov-Bohm效应，清晰地揭示了化学反应的量子性。
H + HD反应的两条途径，图|科学网 “中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，至今已成功举办16届，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。 |
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