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2005年3月25日《科学》杂志中文摘要

2005-12-22 23:07 Science杂志 Science 阅读 0
核心摘要: 本期《科学》杂志摘要涵盖多项重要发现:霸王龙化石中保存的软组织为研究恐龙生理提供新途径;全球变暖与厄尔尼诺关系的研究表明上新世温暖期拉尼娜占优势;引进狐狸改变了阿留申群岛的生态系统;银河系中心发现8个新的极高能量γ射线源;科学家实现非破坏性测量玻色-爱因斯坦凝聚体相位差;专题部分深入探讨人类肠道的生物学与疾病。

2005年3月25日,美国《科学》周刊第307卷第5717期发布本期提要。参考SCIENCE CHINA,如有出入,以原文为准。

霸王龙化石中的软组织
研究人员报告,一个最近发现的霸王龙(Tyrannosaurus rex)化石似乎包含有弹性的软组织。虽然骨骼以外的组织能在化石记录中保存,但通常很难确定时代在100万年以上的化石中软组织的原始形状和成分。新发现显示软组织能在更古老的化石中保存,因为这个被称为MOR 1125的霸王龙大约生活在7000万年前。Mary Higby Schweitzer和同事注意到在MOR 1125股骨髓腔内部有不同寻常的组织片段。当他们将组织中的矿物质沉积物溶解后,得到一些柔性的、能拉伸的、穿插在类似血管结构之间的材料。该处理方法还释放出自由漂浮在溶液中的细的透明软组织导管,这些导管看上去像现代鸵鸟骨骼中的导管。恐龙和鸵鸟的导管中都有红褐色的小斑点,可能是血管壁上内皮细胞的核。霸王龙骨的某些部分还包含类似纤维的结构,与鸵鸟骨骼胶原纤维中看到的骨细胞几乎完全一样。这些保存完好的软组织或许能为研究恐龙的生理和生物化学开辟新路径。
报告:Soft-Tissue Vessels and Cellular Preservation in Tyrannosaurus rex, Mary H. Schweitzer, Jennifer L. Wittmeyer, John R. Horner, and Jan K. Toporski

全球变暖与厄尔尼诺
虽然有些研究人员曾提出全球变暖可能使海洋进入长期类似厄尔尼诺的状态,但新证据指出,在500万到270万年前的一次温室阶段,这种现象并未发生。厄尔尼诺现象是由于热带西太平洋的暖流向东漂移造成的,对世界范围天气有重要影响,并可能放大全球变暖效应。气候模型至今仍不能令人信服地预测厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)系统将如何影响未来变暖。Rosalind Emily Mayers Rickaby和Paul Halloran选择回顾过去,分析了早中上新世“热屋”期间赤道太平洋海水表面温度的同位素记录。他们发现,ENSO循环的反面拉尼娜(La Niña)似乎在这个期间占上风,拉尼娜是指赤道太平洋水温相对较冷的现象。
报告:Cool La Niña During the Warmth of the Pliocene?, R. E. M. Rickaby and P. Halloran

狐狸彻底改变了岛屿的生态系统
一项新研究指出,引进到阿留申群岛的狐狸产生了生态多米诺骨牌效应,将这些岛屿从草原变成了苔原。在19世纪末20世纪初海运裘皮贸易垮掉后,人们曾将狐狸引进到400多个阿拉斯加岛上作为新的裘皮源,但有些岛保持了无狐狸状态。Donald Croll和同事比较了7个有狐狸的岛和7个无狐狸的岛。文章作者报告,狐狸捕食当地海鸟,导致富含养分的鸟粪量降低,进一步降低土壤肥力,造成植物群重大变化。研究人员对食物链上层捕食者的效应在生态系统中的传播有多远一直有争议,新发现显示,被称为“营养级联”的影响确实能超越食物网的近圈。该发现也为海洋和陆地生态系统的连接提供了新例子。
报告:Introduced Predators Transform Subarctic Islands from Grassland to Tundra, D. A. Croll, J. L. Maron, J. A. Estes, E. M. Danner, and G. V. Byrd

银河系中的γ射线
一个国际研究小组在银河系中心发现了8个新的极高能量γ射线源。我们所在的星系充满高能量辐射,由脉冲星、超新星和其他未知源中的电子或核子加速运动产生,人们对这些辐射源还有许多未解问题。Felix Aharonian和同事用设在纳米比亚的4台望远镜阵列构成的高能立体镜装置(HESS)在银河系中心寻找极高能量γ射线辐射,发现了8个新源,其中一些与脉冲星风星云或超新星遗迹有关,但至少有两个源没有对应的已发现电磁波或X射线源。文章作者提出,这些源可能代表了一类新的“暗”核粒子加速器。确定这些辐射源将最终帮助研究人员解释轰击地球的神秘星际宇宙线。
报告:A New Population of Very High Energy Gamma-Ray Sources in the Milky Way, F. Aharonian, et al.

制造玻色-爱因斯坦凝聚体的干涉
科学家发明了一个非破坏性技术,用该技术从两个分离的玻色-爱因斯坦凝聚体中虹吸出少量物质,并测量了其间的相位差。在玻色-爱因斯坦凝聚体中,原子失去个性,整体表现为量子力学的波。当两个有相位差的波叠加时,会产生干涉条纹。此前,将两个分离的凝聚体汇合以产生干涉条纹的尝试是破坏性过程。Michele Saba和同事用光散射将单个凝聚体中的一小部分原子分出来耦合,形成了干涉条纹。在一篇相关研究评述中,Juha Javanainen讨论了该技术的可能应用,包括一个基于原子波而非光波的激光陀螺仪。
报告:Light Scattering to Determine the Relative Phase of Two Bose-Einstein Condensates, M. Saba, et al.
研究评述:Bose-Einstein Condensates Interfere and Survive, Juha Javanainen

专题部分:生命的内胎——肠道
本期封面是一位早期克隆氏病患者直肠的钡X射线彩图,伴随的专题部分探讨了人类肠道多样性的生物学,包括其中丰富但多数不为人知的微生物体,肠道消化和输送营养的正常功能,以及它所患的疾病。人类肠道有“第二个大脑”的绰号,如果拉长,能环绕足球场一圈。人类肠道生活着1千亿以上的微生物体,微生物细胞总数是成年人身体中细胞总数的10倍以上。专题部分的综述、“观点”文章、原始论文以及一组新闻报道介绍了有关肠道的最新研究。
专题介绍:The Gut: Inside Out, Stephen Simpson, Caroline Ash, Elizabeth Pennisi, and John Travis

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