封面故事：Wnt蛋白家族在动物界的演化起源

Wnt蛋白家族是高度保守的信号分子，控制胚胎发育中的细胞命运，并与癌症等人类疾病相关。最新研究表明，Wnt家族的演化根源比预期更深。海葵（Nematostella vectensis）属于刺胞动物门，包括水母和珊瑚，其起源早于两侧对称动物。研究人员在海葵胚胎中发现了近乎完整的Wnt基因集，执行复杂功能。这一古老的模式系统可能为“寒武纪大爆发”中的身体结构分化提供了跳板。

能制造工具的乌鸦

新喀里多尼亚乌鸦在野外制造多种工具，如从嫩枝上摘叶折枝用于取食。实验显示，人工养育的幼年乌鸦无需接触成年乌鸦或人类演示即可制造和使用工具，表明其高水平技能并非通过社会学习获得。社会影响可能传播特定技术，但幼鸟会注意人类演示。该乌鸦可作为模型研究工具技术发展中遗传、个体与社会学习的相互作用，并有助于理解人类文化的起源。

“雪球地球”假说的证据

“雪球地球”假说认为新元古代期间地球至少两次几乎完全被冰覆盖，冰川延伸至热带。约6.35亿年前，冰川消融导致海平面大幅上升。研究发现，该时期形成的碳酸盐沉积物保留了巨大波浪的证据，这些海床结构只能由高速风产生的长周期表面引力波形成，表明冰川消融伴随极端风和波浪条件，无论地球是否完全冰封，那都是一个气候恶劣的时期。

关于蛋白动态的新发现

蛋白质的动态性质对其功能至关重要，但常与结构分开研究。一种新方法结合NMR光谱和分子动力学模拟，揭示了蛋白质在细胞中原始状态的一系列可互变构象。应用于人类泛素时，发现传统结构方法严重低估了其可变性，尤其是侧链高度可变，甚至在骨干原子运动有限的疏水核中也是如此。

恒星研究：β-Pictoris

围绕恒星β-Pictoris的碎片盘的多波长图像以前所未有的精度显示了盘物质分布。该盘一翼比另一翼亮得多，新图像表明亮区由一群粒子引起，这些粒子大小与盘中其他地方不同，可能由微行星碰撞或激变分裂形成。

宇宙中碳-12核合成反应的速度

1953年，Fred Hoyle预测恒星中心三个α粒子（氦核）可结合形成激发态碳-12，这种核合成是宇宙重元素的来源。但反应性质仍有不确定性。Fynbo等人通过间接测定逆反应速度，更准确地测定了碳-12合成反应速度。在年轻恒星温度下，新速度约为以前的两倍，但在超新星10亿K温度下，核合成比预想慢得多。

吃恐龙的哺乳动物

传统认为恐龙时代的哺乳动物体型小、以昆虫为食、夜间活动。但5年前发现的Repenomamus robustus体型如负鼠，改变了这一印象。新发现的Repenomamus属另一成员体型约半只獾或豺，且一个R. robustus标本胃中保留有小恐龙骨头，表明这些肉食性哺乳动物开始“走出阴影”。

胚胎发育并不很复杂

多细胞动物胚胎发育程序被认为复杂，但Azevedo等人通过类比电脑程序量化复杂性。研究细胞系明确的动物（如蛔虫）胚胎发育发现，发育过程并不如想象复杂。事实上，将精确数量的细胞置于特定位置已简单到不能再简单，演化选择了降低复杂性。

基因组与遗传变异

“一个基因组，一个生物”对丛枝菌根真菌（AMF）可能不适用。这些真菌共生在植物根部，促进生长，已存在4亿年无有性繁殖。单个菌体内有高度遗传变异，一种假说认为变异源于遗传上不同的细胞核，挑战演化遗传学基本假设。新研究排除了多倍体或高拷贝数解释，认为变异肯定在细胞核间分割。

利用基因删除方法制备疟疾活疫苗

一项研究从活疟疾寄生虫获得疫苗，在啮齿动物模型中防止感染，使大规模生产有效疟疾疫苗更近一步。疟原虫经基因改造删除uis3基因，该基因是疟原虫在肝脏进入下一生命周期所需。注射弱化寄生虫的小鼠对正常感染性疟原虫产生免疫力。该方法制备人类疫苗需满足高安全标准，但证明可行性是重要进展。