封面故事：巨型水母的眼睛

巨型水母（Cubozoans）拥有24只眼睛，分为四种类型，但却没有用于信息处理的中央大脑。研究表明，它们的光学系统与脊椎动物同样复杂，但视网膜却在焦点之外，清晰的图像并非用于看清物体，而是作为处理视觉信息的一种方式。这种“模糊”视图可能有助于避开静止的大目标，同时忽略小的漂浮物和浮游生物。这一发现为动物视觉系统早期演化中缺失的环节提供了线索，即眼睛可能最初只执行单一任务——看东西。本期封面展示的是本研究所用的Chiropsalmus sp.的两只透镜眼睛和两对色素坑眼睛，它们比Tripedalia cystophora的眼睛大但相似。摄影：Dan-E. Nilsson。

能自我复制的机器人

自我复制是生物的特性，但工程师和材料学家通常更关注一次性自组装。然而，自我复制在某些情况下非常有用。本期《自然》报道了能够进行物理自我复制的简单机器：模块化机器人，每个10厘米长的模块带有电磁铁，可选择性地削弱或增强连接，从而决定结构在何处断开或接合。一个由三个模块组成的机器人仅需一分钟多即可完成复制。尽管比生物系统简单，但这些机器人表明自我复制并非生物特有。该设计概念可用于危险环境中的自持系统，如太空探索，其中传统维护方法不现实。

决定身体组织对称性的因素

脊椎动物和其他动物的身体外部对称，但内部却不对称。例如，人类心脏和肺在胚胎中形成时朝向体腔的左侧和右侧。科学家们一直在研究形成这种不对称性的遗传规律和信号机制，但面临一个困难：某些组织（主要是肌肉和骨骼）必须忽略或抵制对称指令才能形成不对称结构。本期《自然》有三篇论文和一篇由Eran Hornstein和Clifford J. Taboin撰写的News and Views文章，探讨了形成对称组织的胚胎元素“体节”如何实现不对称性。

火星南极冰盖为什么不在其南极？

火星南极冰盖由冰冻CO2构成，但其位置奇怪地偏离南极，且相邻半球存在一个“神秘”暗区域，自19世纪早期观测以来一直令天文学家困惑。结合天文观测和气候模拟的研究表明，南极冰盖的偏置和神秘区域的形成是由大气流动与巨型火山Tharsis最南端部分及大型碰撞坑Argyre和Hellas相互作用产生的两个截然不同的气候体系所致。

解释生物材料紧张变硬的简单理论

与大多数合成材料不同，生物材料常在紧张时变硬。这一性质对血管、肺软组织和血栓等组织的生理功能至关重要，自19世纪就有文献记载，但其分子结构和设计原理未知。Storm等人发现，一个非常简单的理论可解释细胞骨架蛋白和细胞外蛋白形成的生物聚合物胶体的紧张变硬现象：排列成开放交联网络的半柔性链体系（如细丝蛋白）在低度紧张时便会不可避免地变硬，无需特定架构或多种不同硬度的要素。

火星陨石碰撞坑的磁异常

最近火星探测显示，巨型碰撞坑Argye和Hellas的磁场强度低于周围区域。普遍认为这是由于陨石碰撞产生的震荡波引起压力去磁作用，意味着碰撞时火星没有内部磁场。地球上已知最大最古老的碰撞坑——南非Vredefort碰撞坑，与火星这两个大型碰撞坑相似。对Vredefort的研究显示，其磁场强度也低于平均水平，但岩石的磁场强度却比地球上其他类似岩石大得多。古磁数据表明这些碰撞坑的磁场方向随机，说明火星碰撞坑的磁异常可能因火星没有磁场。

蜜蜂的舞蹈语言

Karl von Frisch发现，采蜜的蜜蜂发现新食物来源返回蜂巢后，会跳摇摆舞，编码食物来源的距离和方位，并因此获诺贝尔奖。他假设其他蜜蜂阅读编码并利用信息找到食物来源。怀疑者提出，旁观蜜蜂仅从跳舞蜜蜂身上获得食物气味，然后凭气味搜寻。尽管大多数生物学家倾向于von Frisch的观点，但“编码”如何翻译成“飞行计划”一直缺乏定量描述。Riley等人利用雷达跟踪系统，发现蜜蜂不仅能阅读舞蹈编码信息，而且在飞向目标过程中不受风向变化影响。

人类行动时机的选择

什么决定人类行动时机？人类动态学研究这一问题，其预测具有实用价值，例如互联网服务提供商根据模型决定带宽需求。当前模型假设人在给定时刻有明确概率从事特定活动，但证据表明人类活动时机不遵从Poisson统计规律，而是两次连续事件之间的延迟可用heavy-tailed（幂律）分布描述。Albert-László Barabási提出解释：人类动态的“突发”性质是决策行动的基本结果。

自免疫疾病的致病机理和可能疗法

自免疫反应（白血球伤害自身组织）引起多种疾病，包括糖尿病、多发性硬化和关节炎。免疫细胞为何只攻击某些器官？在糖尿病中，为何只有产生胰岛素的细胞被杀死？Nakayama等人报告，胰岛素本身可能是自免疫糖尿病的主要自体抗原。在NOD小鼠（糖尿病标准动物模型）中，改变胰岛素分子上产生自体抗体的部分后，自免疫糖尿病消失，表明删除式免疫疗法可能实用。另一项在人类慢性I型糖尿病患者中的研究证实，胰腺周围淋巴节中的T淋巴细胞专门识别一部分胰岛素蛋白。这一发现对糖尿病的特定抗原疗法和胰岛细胞移植有参考意义。