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2006年2月16日《自然》杂志中文摘要

2006-03-03 09:03 Nature杂志 Nature 阅读 0
核心摘要: 本期《自然》杂志摘要涵盖多个领域:Google Earth在地图大众化中的应用;澳大利亚蔗蟾蜍的生态危害;最古老蛇类化石的发现;植物避免自授粉的分子机制;新型超致密中子星RRATs的发现;陨石母天体形成位置的研究;超导与铁磁性共存的新材料;离子液体可蒸馏的发现;植物蒸腾作用对河川径流的影响;古细菌与细菌共享Proteorhodopsin基因;肾小球肾炎的遗传病因;杏仁核在情绪学习中的神经编码机制。

本期《自然》杂志涵盖了多个科学领域的重要发现,包括地球科学、生物学、天文学和材料科学等。以下是各篇论文的摘要。

为大众制作地图:Google Earth致力于将世间万物数字化
Google Earth通过集成卫星图像、地图和模型,以其灵活的空间聚焦方式和自由度,迅速占据了无数计算机桌面。除了帮助用户了解自身位置外,这一过程也充满乐趣。然而,Google Earth及其他虚拟全球系统正在推动地图制作的“大众化”,其影响已超越新奇范畴,将对科学家使用空间数据的方式产生深远影响。Declan Butler在第776页的新闻专稿中描绘了未来蓝图。Google Earth在新奥尔良和巴基斯坦的救灾行动中已证明其价值。在第787页的评论中,Illah Nourbakhsh及其同事认为,该技术因其应对自然灾害的功效,体现了以人为本的意义。(封面图片为遭受地震灾害的巴基斯坦,综合来自Google Earth和MDA Earth Sat的材料,叠加部分来自全球连接项目的DLR。封面图片提供:Kathryn Cramer)

澳大利亚的蔗蟾蜍之害
蔗蟾蜍70年前被引入澳大利亚,最初是为了控制甘蔗田里的有害昆虫,但很快自身成为害虫。这种蟾蜍的蝌蚪和成虫对其捕食者有毒,导致本土生态系统发生变化。本期《自然》报道了问题的严重程度:它们的传播速度是其刚到达时的5倍,这可能是因为它们的腿变长了。

最古老的蛇类化石
蛇的早期演化是一个有争议的问题,而一个可能是迄今最好的头骨材料的发现将使争论更加激烈。研究人员称,新发现的头骨属于一种已灭绝的蛇——Yurlunggur,此前仅找到其椎骨。Yurlunggur是Madtsoiids蛇类家族的一员,该家族在更新世之前生活在澳大利亚。所发现的化石支持Madtsoiids是最原始蛇类的观点,研究人员急切希望研究它们以寻找关于蜥蜴祖先的线索。

植物避免自授粉的方法
利用外部媒介传播花粉的植物需要可靠的方法避免自授粉。最常见的形式是雌株产生潜在有毒的酶S-Rnase,该酶被所有花粉吸收,但对自身花粉有毒。研究人员现在弄清了机制:S-Rnase最初被安全地吸入花粉管中的膜内,需要来自雌株的其他雌蕊蛋白才能变得有毒。花粉正常情况下会降解这些蛋白,但自身花粉不会,导致有毒S-Rnase释放,引起排斥。

一组新的超致密中子星被发现
研究人员识别出一组以前未知的超致密中子星,称为“RRATs”(rotating radio transients)。它们发出的射电辐射在极短时间尺度上变化,脉冲持续2-30毫秒,间隔4分钟至3小时。目前已发现11个此类天体,但其极端性质表明银河系中还有很多未被发现。这一发现使之前估计的射电脉冲星数量(约10万个)增加了7倍。

陨石的母天体是在哪里形成的?
大多数陨石来自主小行星带,但现有证据无法确定其母天体是否真的在那里形成。研究人员结合热模型、碰撞模型和动态模型,发现铁陨石母天体可能形成于靠近太阳的区域,即类地行星所在区域。这些母天体随后熔化,碎片在太阳系早期散布进主小行星带。今天的一些小行星,如地质构造多样的灶神星,可能是主带“闯入者”。这种情景表明主小行星带还可能含有太阳系行星的“早已失散的”前身天体。

同时存在超导性和铁磁性的新材料
传统超导性和铁磁性通常互斥,尽管在受压的铁中曾同时观察到,但二者迥异的原则未变。然而,Keizer等人发现了一个超导性和磁性共存的系统:二氧化铬,一种半金属铁磁体,能维持“约瑟夫森”超级电流,其方向随磁化方向改变。

离子液体也能蒸馏
离子液体在“绿色”化学中作为溶剂备受关注,可避免化学反应中危险物质的使用或产生。离子液体是室温或接近室温下的液态盐,人们普遍假设它们在沸腾前分解,因此不可蒸馏且难以提纯。但事实证明这一假设错误:在低压和中等温度下,某些离子液体可在不分解的条件下蒸馏。这一发现提醒我们,“普遍接受的假设”不能代替实验验证。

植物在增加河川径流量中的作用
尽管人类用水量增加,过去一个世纪大陆尺度的河川径流量总体呈上升趋势。一些研究人员认为这是气候变化所致。Gedney等人利用机械地表模型和统计“指纹”方法研究,发现气候变化驱动的径流变化存在,但不足以解释整个趋势。更有影响的因素是二氧化碳诱导的气孔闭合导致植物蒸发作用减少。这一效应在未来水资源预测中一直被忽略。随着二氧化碳浓度增加,植物用水减少可能增加淡水供应和洪灾风险,并通过减少蒸发造成的能量损失加剧地表变暖。

古细菌和细菌共享Proteorhodopsin基因
Proteorhodopsin对海洋有光区的微生物非常有用,能将光转化为细胞能量,使生物在光照充足的表层水域具有竞争优势。该蛋白似乎更能代表独特环境而非其中的生物。对夏威夷附近海水DNA的甄别表明,该蛋白基因为古细菌和细菌家族成员共享,两者通过横向基因转移在海洋有光区共存。

“血管球性肾炎”的致病原因
血管球性肾炎可单独发生或与其他症状(如自身免疫失调性狼疮)并发。研究人员发现,大鼠模型中该疾病的致病原因是一种新突变,影响Fcgr3免疫球蛋白受体,导致正常基因拷贝数过多。随后,在患有肾炎的人类系统性红斑狼疮患者中发现类似基因数量缺陷,对应受体基因FCGR3B拷贝数偏低。拷贝数增加或减少均可致病,表明受体水平需精细调控。

“杏仁核”与情绪好坏之间的关系
杏仁核是大脑中与恐惧、快乐等情绪及强化学习相关的部分,将感觉刺激与积极或消极价值联系。神经回路向视觉刺激分配情绪价值的方式在实验上难以把握。对学习过程中灵长类杏仁核神经活动的定量分析识别出不同神经类群,为视觉刺激的积极或消极价值编码,且这些信号能预测情绪学习何时出现。杏仁核神经信号形成对情绪学习视觉刺激的行为和心理反应的基础。

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