2005年6月17日,美国《科学》周刊第308卷第5729期发布了以下研究摘要。参考SCIENCE CHINA,如有出入,以原文为准。
古埃及的玻璃制造
尽管大量证据表明美索不达米亚平原最早使用原材料制造玻璃,但新发现指出埃及也是这种高价值商品的主要生产地。Thilo Rehren和Edgar Pusch报告称,他们在埃及东部尼罗河三角洲的Qantir-Piramesses首次发现了一个有初级玻璃生产直接证据的遗址,年代约为公元前1250年。在这个大规模工厂发现的史前物表明,原材料首先被部分加热,然后被压碎和清洗。在制造过程的下一步,玻璃在专门的坩埚中被着色和加热,形成圆形铸块,铸块被送到其他作坊中再加热并制成装饰物(坩埚需要被打破才能取出铸块)。这些玻璃物品,通常是用来装香水或其他液体的,具有很高的价值,是高地位商品。在一篇相关的研究评述中,Caroline Jackson指出,由于玻璃物品的制作难度极高、过程复杂,但物品颜色鲜艳,它们的交换在近东和中东青铜晚期的政治变化中很可能起了重要作用。已知最古老的玻璃史前物年代约为公元前1500年。
失望在大脑中的神经元表现
无数大脑实验观察过当动物在奖励动机驱动下行动时大脑中发生的变化。但在现实生活中,奖励并不总是如期而至。日本科学家利用这一想法,观察了大脑活动,确定了一个与失望有关的区域。Takafumi Minamimoto和同事用猕猴研究了大脑中一个叫丘脑外侧核区域的神经活动,该区域与帮助猕猴选择能获得奖励的动作的其他区域有密切关系。通过记录丘脑该区域中单个神经元的活动,研究人员发现,当猴子选择了一个得到的奖励比预期少的动作时,该区域活跃。该区域的大脑信号似乎与失望或不高兴有关,而且这些感觉干扰了猴子完成任务的表现。
飓风和全球气候的变化
本期一篇研究评述指出,科学家缺乏足够数据来断定人类活动近来影响了飓风数量的增加或改变了飓风路径。2004年在美国佛罗里达州以及日本登陆的飓风数量猛增,引发了全球变暖是否起作用的疑问,但Kevin Trenberth认为,当考虑自然变异性后,去年的趋势相对较小。然而,全球变暖确实与海表面温度上升及大气中水蒸气增加有关。这些人为环境变化将导致飓风强度增加和降雨量增加,因为这些变化为热带对流和热带风暴的形成提供了更多能量。作者写道,关键科学问题不是飓风数量和路径的趋势,而是飓风正在如何变化。
古代二氧化碳量和温度变化
一项新研究指出,约6500万年前的始新世早期以来,最热时期大气中的二氧化碳含量极高。在其后的2500万年中,二氧化碳含量降低,到冰层扩大到南极洲时,大气中的二氧化碳达到现代水平。大气中二氧化碳水平的直接测量只能回溯到约70万年前,因此研究人员必须用“代理”数据来更好地了解二氧化碳在驱动长期气候变化中的作用。Mark Pagani和同事根据海洋藻类产生的烯酮类分子的碳同位素成分,重建了从始新世中期到渐新世(约4500万到2500万年前)大气中二氧化碳的含量。结果显示,始新世期间大气中二氧化碳含量在1000到1500 ppm之间,然后较快地降低到渐新世末的200到300 ppm水平。二氧化碳含量的降低很可能是南极洲冰层扩大的原因,并为C4植物(包括许多重要现代作物)的出现提供了条件。
地球地幔的快速演化
某些陨石中与地球上岩石中同位素不同的发现意味着,地球核心与地壳之间半融的地幔层在其形成后约3000万年内经历了一次快速分离。地球地幔和地壳的组成被认为与可能构成地球的球粒状陨石相似,许多描述地球、月球和火星演化的模型建立在此假设上。例如,涉及来自地球采样的钐到钕放射衰变的研究,在方程中用到球粒状陨石数据。Maud Boyet和Richard Carlson现在显示,球粒状陨石和来自地球、月球和火星的岩石有一个关键钕同位素的相对丰度不同。作者提出,古地幔中更富含某些元素的一小部分与地幔其他部分分离。地幔主要部分中所剩的这种元素量减少,因此与球粒状陨石的组分不同,这部分地幔为地壳提供了材料。由于钐到钕的这个同位素的半衰期较短,这个隔离出的富含该同位素的地幔应该是在地幔形成后3000万年内形成的。
植物与固氮菌的共生关系
某些细菌帮助紫花苜蓿和豆类将大气中的氮转变为植物能用的形式。本期有两篇报告为植物和细菌间发展出这种互利关系的初期交流提供了新的更具体的了解。科学家描述了两个植物蛋白NSP1和NSP2,它们可能是将细菌中最初的信号分子Nod因子与植物改变基因表达联系起来的转录因子,植物需要改变基因表达来形成能容纳固氮细菌的瘤。这项工作用的是紫花苜蓿的一个亲缘植物Medicago truncatula,该植物和百脉根一起,正成为豆类研究的新模式植物。相关研究评述的作者指出,通过豆类植物的细菌固氮,每年能以对环境友好的方式将约5000万吨氮注入农业系统中。