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ningkeqing木虫 (正式写手)
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Nature Contents 26 January 2006 (Vol. 439 pp.369-508)
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[自然要览] （选自英国Nature杂志，2006年1月26日出版） 封面故事：如果没有生命地球将会怎样？ The search for a topographic signature of life 地球陆地表面大部分被生命覆盖，它们强烈影响景观形成过程。然而，最近获得的图像 显示，火星与地球的地貌惊人相似。这便提出一个有趣的问题：如果我们拿出一幅高分 辨率地貌图，把明显的生命痕迹从上面抹去，我们能否仅仅从地貌判断地球上有生命？ Bill Dietrich 和Taylor Perron讨论了我们目前关于生物对控制地形和演化的过程的 影响的认识。他们得出的结论是，虽然生物过程在所有尺度上都影响地表特征，但我们 并不能找到一个能独特反映生命之存在的地形。一个没有生命的地球看起来将是不一样 的，但这种差别将在于某些地形特征的频率分布。本期封面所示为，一块块植被使智利 一片流沙的涟漪出现了不规则的形态，但其影响方式并不是生命所特有的。（Review Article p. 411）封面图片：William E. Dietrich 漂洋过海的蜗牛（Snail mail） Biogeography: Molecular trails from hitch-hiking snails 达尔文认为，蜗牛也许可通过搭载在鸟身上漂洋过海。过于这种观点，一直鲜有证据， 看起来似乎密切相关的蜗牛物种，已被分类学家根据将它们分隔开来的海洋等证据区分 开来了。但现在看来，达尔文当初又是对的：现代方法显示，陆地蜗牛Balea经历了壮 观的、跨越赤道的迁移扩散：它们从欧洲到达亚述尔群岛和特里斯坦达库尼亚群岛，然 后又返回欧洲。（Brief Communication p. 409） 金属玻璃的结构研究（In a glass of their own） Atomic packing and short-to-medium-range order in metallic glasses 无定形金属合金（有时被称为“金属玻璃”）被誉为未来材料。它们没有晶体化金属的 长程有序性，因而具有自己的特性。例如，由于它们几乎没有晶体缺陷，因而金属玻璃 在变形后容易弹回其最初性状；而且金属铁玻璃还是高效的磁体。然而，在无定形合金 中，有金属键的原子是如何将它们自己结合在一起的仍然是个谜。一组研究人员，将实 验和计算工具结合起来，对长度达几个埃的金属玻璃中原子堆积和排列方式进行了研 究。他们的工作对于了解这些有希望的新型材料的成形能力和性能有参考价值。 （Article p. 419; News and Views） 短尾猿种群里也有警察（Don’t monkey around…） Policing stabilizes construction of social niches in primates 生境建设是生物通过自己的行动和选择来改变自己的和彼此的生活环境的过程。它被看 作是生物世代之间演化和生态中的一个重要因素，但本期Nature上一篇论文表明，这个 过程也可以在一代生物之内发生。研究种群是一群短尾猿，其生境是它们所生活和活动 的社会网络。研究人员所采用的是“剔除”实验法，即每次将一些个体全部或部分从群 体中剔除。结果表明，一小群个体充当警察角色，在个体间冲突引起秩序混乱时帮助稳 定种群。没有这些警察时，种群的生境会分裂，同时相关的学习和文化传统也会丧失。 因此，管理冲突的机制似乎是短尾猿所形成的种群生境的一个有机组成部分。 （Article, p. 426） 肿瘤形成的间接途径（An indirect route to cancer） Epigenetic silencers and Notch collaborate to promote malignant tumours by Rb silencing 很多人类癌症细胞的一个共同特征是，通过对组蛋白和DNA甲基化的修饰作用使肿瘤抑 制基因失去活性。为了充分了解癌症的产生过程，明确这些“外因遗传”变化是怎样产 生的很重要。现在，对果蝇眼睛所做的一项研究表明，两种核蛋白（Lola Pipsqueak） 在遇到生长调节因子Delta的过度表达时，会起外因沉寂因子的作用，诱发转移性肿瘤 的形成。这个过程需要有两种组蛋白修饰酶和染色质域蛋白Polycomb的存在。眼癌家族 蛋白基因的表达在这些肿瘤中被减少了。总的来看，这一迷宫似的机制将Notch-Delta 信号作用通道、外因沉寂作用通道和肿瘤形成过程中的细胞周期控制联系在了一起。这 一发现不仅可帮助澄清正常生长和肿瘤生长中的某些问题，而且还可能为寻找癌症的新 的测试方法提供了一个途径。（Article p. 430） 太阳系外一颗小质量行星（Found worlds） Discovery of a cool planet of 5.5 Earth masses through gravitational microlensing 已经发现的太阳系外行星有170多颗，它们的质量相差很大，轨道周期也各不相同，但 直到去年7月，在距一颗正常恒星超过0.15天文单位的地方从未发现一颗质量跟海王星 一样或更小的行星。（这个距离是比较近的——地球轨道距太阳一个天文单位）。2005 年7月11日，“OGLE早期预警系统”记录到一个值得注意的事件：来自一个遥远天体的 光在一颗前景恒星的“引力透镜作用”下，显示了一颗质量约为5.5个地球质量的小型 行星的存在，绕距那颗前景恒星约2.6个天文单位的轨道运行。这是绕一颗主星序恒星 运行的太阳系外恒星中已知质量最小的一颗，它的成功探测表明，质量小于海王星的低 温行星可能比巨大的气体行星更普遍，正如被人们普遍接受的关于行星形成的核心增长 理论所预测的那样。（Letter p. 437; News and Views） 准单能质子束已在实验中获得（Ion beams feel the squeeze） Laser acceleration of quasi-monoenergetic MeV ion beams/ Laser–plasma acceleration of quasi-monoenergetic protons from microstructured targets 强烈激光-等离子体相互作用对粒子的加速，为传统粒子加速器提供了一个有希望的替 代方法。两个研究小组在本期Nature上报告了他们在这一领域的进展，这些进展使得获 得单能离子束的目标更近了。单能离子束是包括医用质子和重离子治疗在内的各种潜在 实际应用的一个必要条件。Hegelich等人生成了由激光驱动的C(5+)离子，能量散布与 以前的实验相比大大减小。Schwoer等人由固体微结构靶标所产生的强激光辐射获得了 准单能质子束。（Letters pp. 441, 445） 植物代谢与质量变化的对应关系（Evolution: growing apart） Universal scaling of respiratory metabolism, size and nitrogen in plants 下面的现象几乎可以说是一个自然规律：当动物和植物的大小变化时，它们的代谢也以 一种可以预测的、但却不同的速度发生变化（或称按比例变化）。这个现象被称为“异 速生长”。人们不是很确定的是，两个数量变化的精确速度是多少。来自简单几何学的 经典理论认为，如果质量增加一定数量，代谢将增加相应数量的2/3。然而，最近的大 部分研究工作都表明，二者之间的比例指数约为3/4。这个结果开辟了一个巨大的研究 和争论领域，Reich等人也加入了这一争论。他们在对植物代谢所做的一项全面程度前 所未有的研究中，全面推翻了“异速生长”比例理论。他们认为，植物代谢的变化不是 异速的，而是等速的，是与质量的变化一对一地进行的。这种观点说明动物和植物之间 存在根本差别，植物代谢主要是由生物化学控制的，而动物代谢主要是由血管网络控制 的。（Letter p. 457; News and Views） 根据钞票流通轨迹研究疾病的传播（Another day another dollar） The scaling laws of human travel 1998年12月23日以来，www.wheresgeorge.com这个网站邀请其用户输入他们的美元的序 列号，并在美国及以外的地方跟踪这些美元。为什么呢？他们在“常见问题”（FAQ） 中解释说，这是“为了好玩，因为这件事还没有人做。”但这项工作积累的数据集为检 验反映人们旅行情况的数学定律提供了理想的素材，对研究传染病传播的流行病学家也 有重要意义。研究人员对超过50万美元的美元钞票的轨迹进行了分析，结果表明，人类 的扩散在很大程度上可由一个被称为“二参数连续时间随机行走”的模型来描述：我们 的旅行习惯符合一种被称为“超级扩散”的随机扩散形式。在有了这些基础之后，很快 将有可能开发出一组新的模型来解释人类疾病的传播。（Letter p. 462） 同情心是有条件的（I feel your pain） Empathic neural responses are modulated by the perceived fairness of others 人类能够同情他人的痛苦，但我们并不是在任何情况下都能做到。利用玩一个经济学游 戏的人类志愿者所做的一项实验，对人类同情心的条件性进行了研究，结果表明，社会 相互作用的公平性在形成同情性神经反应中扮演一个关键角色。男性和女性都同情表现 出合作精神的人的痛苦。然而如果人的行为很自私，同情反应就会被废除，至少在男性 中是这样，而且似乎物理伤害（指对他人）甚至还会被认为是一种愉快的结果。这也许 是证明“幸灾乐祸”现象的科学性的第一个神经科学证据。（Letter p. 466） 果蝇小肠细胞也能被不断补充（Gut feeling） The adult Drosophila posterior midgut is maintained by pluripotent stem cells/ Evidence that stem cells reside in the adult Drosophila midgut epithelium 在脊椎动物中，小肠细胞被多功能干细胞不断补充。发现果蝇也有类似情况是一个意 外，但却是一个科学家所希望看到的意外。有了这样一个非常成熟的遗传模型，就有可 能在关于小肠正常和异常功能的研究中取得重大进展。（Letters pp. 470, 475） 胆汁酸与能量代谢的关系（Turn up the heat） Bile acids induce energy expenditure by promoting intracellular thyroid hormone activation 胆汁酸能调节食物中类脂的吸收和胆固醇的代谢，最近研究人员还发现它有一个重要的 信号作用。现在，研究人员发现，它们能增加棕色脂肪组织和人类骨骼肌中的能量消 耗。因为这个胆汁酸信号机制有可能驱动饮食诱导的热量生产，所以它可能是控制能量 动态平衡的一个治疗目标。（Letter p. 484; News and Views） 流感病毒的结构和组成（Pieces of eight） Architecture of ribonucleoprotein complexes in influenza A virus particles 流感病毒的不寻常之处是，它的基因组是支离破碎的。在病毒后代中重组支离破碎的基 因组的精确机制我们基本上还不知道，而且更让人吃惊的是，尽管自流感病毒首次于70 年前被分离出来后人们对其进行了广泛的研究，但人们对其内容的构造却知之甚少。现 在，一项电子显微镜研究工作改变了这种状况。该研究显示，每个正在发育的流感病毒 粒子含有一个由遗传材料组成的中心杆，这个中心杆被7个外围的杆所包围。在这项研 究之前，人们普遍认为，病毒粒子由8个随机选择的RNA片断组成。这种高水平的组织可 能是决定该病毒感染周期的一个因素，而感染周期可能是新的抗病毒药物的一个作用目 标。（Letter p. 490） |
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