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2005年10月21日《科学》杂志中文摘要

2005-12-22 23:09 Science杂志 美国《科学》周刊 阅读 0
核心摘要: 本期《科学》杂志涵盖多项研究:选择性砍伐对亚马逊森林的破坏程度比预期高一倍;欧洲黑顶林莺的迁徙模式变化可能导致物种分化;雪蚤的抗冻蛋白结构独特;森林多样性影响碳储存能力;无机纳米粒子太阳能电池实现低成本;抗衰老激素klotho参与血钙调节。

2005年10月21日,美国《科学》杂志第310卷,第5747期,主要内容摘要如下:

选择性砍伐对亚马逊流域森林的破坏
一项新研究指出,人类活动破坏亚马逊流域森林的程度比过去的估计高一倍。此前,卫星数据只能探测出被完全砍伐而变成耕地或牧场的区域。Gregory Asner等人发明的新卫星成像方法能在更小的尺度上测量森林状态,从而确定出被“选择性”砍伐过的区域。选择性砍伐是指将有商业价值的树种砍倒并运往远处的木材厂。作者称,此前人们对这种砍伐的程度及其影响知之甚少。新方法使他们能够确定卫星图像中每个像素内森林受破坏的百分比。他们发现,从1999年到2002年,选择性砍伐使森林总破坏面积比仅考虑大规模砍伐时增加60%至128%。砍伐的树木总体积相当于从生态系统中取出约1000万至1500万吨碳,这使亚马逊森林释放到大气中的碳增加了25%。
报告:Selective Logging in the Brazilian Amazon, Gregory P. Asner, et al.

冬天是邻居,夏天作伴侣
欧洲黑顶林莺的迁徙模式近来有所改变,一些个体冬季北飞而非南飞。新研究发现,在夏季繁殖期,北飞鸟之间比它们与南非鸟更可能发生交配。Stuart Bearhop等人指出,这可能是物种逐渐分化成两个物种的一种方式。大多数欧洲黑顶林莺在欧洲中南部繁殖,多数飞到伊比利亚南部和非洲北部过冬。但近几十年来,有些鸟开始去英国和爱尔兰过冬。Bearhop团队分析了这些鸟爪子中某种同位素的比率,该比率反映当地降雨量,可用于确定夏季繁殖地的鸟在哪里过冬。他们发现,在同一地点过冬的雄性和雌性鸟交配的概率高于随机交配的概率。北部过冬的鸟还能产更多的蛋和幼鸟。除了为迁徙模式的进化及可能的新物种形成提供见解外,这些发现也为迁徙物种如何响应气候变化指明了方向。
报告:Assortative Mating as a Mechanism for Rapid Evolution of a Migratory Divide, Stuart Bearhop, et al.

雪蚤的抗冻蛋白
一项新研究指出,雪蚤强有力的抗冻蛋白与已知的两种昆虫抗冻蛋白不同。雪蚤的抗冻蛋白通过将体液的冰点降低6摄氏度来抑制冰的形成,科学家已分离出该蛋白。该蛋白与冰晶体表面结合,抑制冰晶生长,帮助这些虫子度过冬季。来自加拿大的研究人员报告说,雪蚤抗冻蛋白富含甘氨酸。这些抗冻蛋白在分子水平上与从甲虫和蛾子中分离出的抗冻蛋白有显著差异,表明抗冻蛋白在节肢动物中至少独立出现了几次。节肢动物包括雪蚤及其他昆虫、甲壳类动物和蜘蛛。雪蚤有六条腿,无翅膀,体长1至2毫米。
简报:Glycine-Rich Antifreeze Proteins from Snow Fleas, Laurie A. Graham and Peter L. Davies

森林多样性与碳储存
新研究指出,热带森林能在地上储存的大气碳量取决于森林中树种的多样性。该研究探索了热带森林生物多样性下降对生态系统的一个迄今了解较少的影响。人们期待森林从大气中除去碳并储存的生态系统服务在未来气候变暖中起重要作用。研究人员模拟了巴拿马雨林可能的几种灭绝情景。地面碳储存量随不同灭绝情景的变化高达600%。研究提出,未来热带森林的碳储存将受到树种组成的极大影响。例如,选择性砍伐导致的灭绝可能导致碳储存量整体下降。作者称,他们的方法可用于分析其他森林生态系统,并指出这项工作对热带森林的保护、恢复和管理,以及对温室气体排放的后果具有重要意义。
科学特快报告:Species Loss and Aboveground Carbon Storage in a Tropical Forest, Daniel E. Bunker, et al.

廉价的太阳能电池
一种全新的完全由无机纳米粒子制成的元件可能使廉价的硅基太阳能电池成为可能。该元件改进了用有机材料制成的相对廉价的元件,有机元件能吸收的光波长有限,且电子传输距离有限。虽然研究人员一直在尝试在有机聚合物中添加无机纳米粒子以改进电子传输,但Ilan Gur等人现在证明,可以仅用无机纳米粒子实现太阳能电池的制造。他们在氧化铟锡玻璃上旋涂两层棒状硒化镉或碲化镉纳米粒子,然后覆盖金属电极,这些粒子形成施主-受主对。他们获得了约3%的类似太阳光的最高转换效率,略低于使用更昂贵材料获得的效率。
报告:Air-Stable All-Inorganic Nanocrystal Solar Cells Processed from Solution, Ilan Gur, Neil A. Fromer, Michael L. Geier, and A. Paul Alivisatos

抗衰老激素与血钙调节
激素klotho被认为能延长哺乳动物寿命。一项新研究提出,klotho是一种出现在脑脊液、尿液和血液液体成分中的膜蛋白,它帮助控制血液中钙的浓度。一些与衰老相关的紊乱被认为与钙平衡有关,钙平衡随年龄增长而降低,但需要更多研究来建立klotho与钙浓度调节的关系。钙是所有器官中必不可少的离子,在骨骼形成和维持到神经元功能调节等过程中起关键作用。血钙浓度如何保持在小范围内而不随进食和身体需求大幅变化,是一个尚未完全了解的问题。Qing Chang等人报告说,需要klotho的酶活性来激活肾脏中的TRPV5钙离子通道。当TRPV5上的糖被klotho切断后,该通道被激活并在细胞表面聚集,增加钙离子流入。这一相互作用可能控制肾脏等组织中的钙离子水平。
报告:The β-Glucuronidase Klotho Hydrolyzes and Activates the TRPV5 Channel, Q. Chang, et al.

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