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【其他】【转载】英国Nature杂志内容概要（2007年4月26日出版）
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（选自英国Nature杂志，2007年4月26日出版） 封面故事：雨燕的飞行技巧 How swifts control their glide performance with morphing wings 滑翔的鸟不断改变其翅膀的形状和大小，通过形态变化来调整自己的飞行表现。 （这种形态变化过程也许有一天可用来控制飞机的飞行）。鸟类需要调整其翼展 来适应滑翔速度的事实已经从空气动力学理论预测到。本期Nature报告的实验在 此基础上更进了一步，研究人员在一个风洞中对雨燕的翅膀进行了测定，目的是 建立一个更为优化的模型。 实验结果显示，雨燕能够对自己的飞行表现有令人 吃惊的控制：它们能够通过选择最合适的翼展来将下沉速度减半，将转弯速度提 高三倍。它们翅膀展开是为了降低滑翔和转弯速度，而收缩翅膀是为了应对快速 滑翔和转弯时所产生的极大重负。本期封面照片是由Jean-Fran?ois Cornuet拍 摄的，照片上是一只正在急转弯的雨燕。该照片是在雨燕的飞行平面上拍摄的， 从照片上可以看出，稳定滑翔过程中雨燕的翅膀保持得有多么薄和多么直。该照 片还显示雨燕实际上在倾斜转弯过程中其脑袋是保持水平的，目的是使自己所看 到的周围景物保持水平。（Letter p. 1082） 《哈比人的发现》 In a hole in the ground... 由Mike Morwood 和 Penny Van Oosterzee所著的《哈比人的发现》（The Discovery of the Hobbit）一书，讲述的是最近最有争议的原始人类化石发现 之一——“哈比人”化石的故事。Morwood是Nature上杂志上发表的“哈比人” 论文的共同作者之一。Van Oosterzee是科学作家。 在本书中，他们描述了“弗 洛瑞斯人”（即“哈比人”）所遭受的敌意，尤其是人们想证明它是现代人类的 一个病理标本。 负责接受该论文的Nature编辑Henry Gee对本书进行了评述，并 提供了更多的背景材料。总而言之，这是一个有趣的故事，而且正是由于这个故 事，本书也许应该新增最后一章，以使得其在时间上具有完整性。（Books & Arts p. 979） 关于蜂窝结构生长速度的计算公式扩展到三维空间（Added dimensions） The von Neumann relation generalized to coarsening of three-dimensional microstructures 蜂窝结构或铺嵌结构（tessellation）在自然界很普遍，这方面的例子包括泡沫 和金属及陶瓷中的晶体颗粒。在很多情况下，蜂窝/颗粒/泡沫壁在表面张力（毛 细管作用）的影响下运动，其速度与它们的平均曲率成正比。因此，蜂窝就会形 成，结构就会变粗糙。50年前，匈牙利出生的数学家John von Neumann推导出关 于在一个二维蜂窝结构中一个蜂窝的生长速度的精确公式。现在，人们长期所寻 求的这一结果向三维（或更多维）空间中的延伸已经被找到。这个公式应能导致 关于从金属的热处理到一杯啤酒的泡沫的控制在内的各种不同工业和商业过程的 预测模型。（Article p. 1053; News & Views） 成年造血干细胞的来源（In the blood） Cell tracing shows the contribution of the yolk sac to adult haematopoiesis 在胚胎发育过程中血液的形成（造血作用）有两个已经得到承认的阶段：一个是 最初的“原始”阶段，发生在胚胎外卵黄囊中，向早期胚胎提供营养；另一个是 “最后”阶段，开始于胚胎中一个被称为“大动脉-性腺-中肾” （aorta-gonad-mesonephro）的区域。关于最后造血细胞群的来源是局部的还是 外部的（即由从卵黄囊中向内迁移的前体细胞衍生而来）长期存在争论。一项新 的非入侵性细胞跟踪研究与当前的正统观点产生抵触，该研究结果表明，卵黄囊 的确是成年造血干细胞的来源。关于血液供应起源的知识，也许对在培养中生成 血液干细胞的研究工作有意义，并且还有可能用于治疗工作。（Article p. 1056; News & Views） 球粒状陨石、地幔和地壳中37Cl/35Cl比例相同（Chlorine isotopes rethink） Chlorine isotope homogeneity of the mantle, crust and carbonaceous chondrites 在对球粒状陨石（石质陨石）以及来自地壳和地幔的样品中的氯含量重新进行评 价之后，太阳系史前史的部分内容也许也需要重写。陨石、地幔和地壳材料中稳 定氯同位素37Cl 和 35Cl之间比例的很大差别多年来一直被作为太阳系星云（太 阳形成之后留下的尘埃气体云，它们最终形成了太阳系的行星）中存在截然不同 氯库的证据。 但是新的分析显示，同位素含量的很大差别根本就不存在：过去 的数据是不正确的，因为人为改变了分析结果。 事实上，含碳的球粒状陨石、 地幔和地壳都有相同的37Cl/35Cl比例。所以，不存在具有截然不同同位素组成 的星云库，在地球的形成过程中没有同位素分馏现象发生，而且后来也没有含氯 的挥发性物质向地壳中添加。（Letter p. 1062） 能够称出单个纳米颗粒重量的方法（Nanobalances: weight for it） Weighing of biomolecules, single cells and single nanoparticles in fluid 纳米尺度的机械共鸣器可用来以极高的分辨率测量粒子的质量，测量精度可以达 到zeptogram，即10-21g级。这种让人吃惊的分辨率在如医学诊断或环境监测等 很多实际应用中一直是不可能做到的，因为流体的存在会对该体系赖以工作的机 械振动产生阻尼。现在，来自麻省理工和“创新微技术公司”圣巴巴拉实验室及 Affinity生物传感器公司的一个小组用一种非常聪明的方式绕开了这一问题—— 将流体放在共鸣器内。他们的这种真空包装的共鸣器（要测量的粒子溶液被放在 微型流体通道中）能够称出单个纳米颗粒、单个细菌和蛋白质单层的重量，分辨 率达到亚毫微微克（10–15 g）级。（Letter p. 1066） 海洋沙漠中的一片绿洲（A natural approach） Effect of natural iron fertilization on carbon sequestration in the Southern Ocean 微藻在海水中的生长是决定气候条件的一个重要因素，因为它能将碳从大气中运 送到深海中。这一过程在南大洋因为缺铁而受到抑制，因此该大洋似乎是一个生 物沙漠。迄今为止，铁在碳循环中的作用基本上是利用短期添加铁的实验来评估 的。现在，对来自科研船泊Marion Dufresne的‘KEOPS I’巡航之旅的数据所做 的分析研究，显示在这个沙漠中有一个绿洲——由来自深层海水中的铁所诱导产 生的一个浮游植物繁盛区域。这一自然施肥作用的效果至少要比短期实验所做估 计大10倍。这说明，海洋表面铁供应的自然变化对大气二氧化碳的影响可能要比 过去所想的更大。但人工干预不大可能有来自深层海水的铁和养分的缓慢自然供 应那么有效。（Letter p. 1070; News & Views） 下层地壳地震的解释（Earthquakes） The role of fluids in lower-crustal earthquakes near continental rifts 地壳下层的地震很少见，因为地壳下层被认为温度太高，难以发生脆性断裂。所 以，在地球裂开的地方偶尔发生地震是让人不解的。现在，对三维地壳结构和在 下层地壳中发生地震的新西兰一个名叫Taupo火山带的活跃地壳断裂带中的地震 情况所做的一项研究工作，为了解这些地震是怎样产生的提供了线索。地壳地震 沿断裂处形成一个连续的带，并且经常成群出现，说明在处于临界负荷的断层区 中有流体运动。在这个带中的地震速度与流体的存在是一致的，而将上层和下层 地壳地震与地壳结构联系起来为所有地震活动提供了一个共同的解释——即地震 活动可能是由于本来是干燥的一块壳层周边的断层被热流体弱化造成的。 （Letter p. 1075） 入侵者比本地物种更能利用有限资源（Advantage to the invaders） Resource-use efficiency and plant invasion in low-resource systems 在资源缺乏条件下，本地物种的表现也许能够超过入侵物种。的确，在自家的土 地上它们应当能够更好地适应这种条件。这种思维方式已经成为通过操控资源供 应来控制入侵物种和恢复本地生态系统的很多策略的一个构成部分。但对在系统 发生方面相关联的19对入侵植物物种/本地植物物种的成功或失败情况所做的一 项研究表明，入侵者在利用有限资源方面往往比本地物种效率更高。这项工作使 得任何试图依靠降低资源供应水平来偏向本地物种生长的管理策略都成了疑问。 （Letter p. 1079; News & Views） 神经激发、抑制及药物上瘾（LTP） Opioids block long-term potentiation of inhibitory synapses 激发性突触（促使目标神经细胞更多被激发的神经细胞连接）会随着持续的使用 而变得更强。这一被称为LTP（长期增强）的过程与学习和记忆有关。用大鼠的 大脑所做的一项体外研究表明，这种激发性增强会在大鼠大脑的ventral tegmental区域（该区域已知与药物上瘾有关）中的相邻抑制性突触上产生镜像 作用，吗啡能够抑制在抑制性突触上的长期增强，说明破坏神经激发和抑制之间 的平衡也许能够增强上瘾早期阶段多巴胺能神经元的激发。因此，以GABAa受体 为目标也许是解决上瘾性药物的上瘾效应的一种手段。（Letter p. 1086） 一种新型的噬菌作用（Keeping things tidy） UDP acting at P2Y6 receptors is a mediator of microglial phagocytosis 噬菌作用被认为是由能够启动噬菌作用的受体的激发启动的，这些受体能够识别 出在凋亡细胞中所表达的“磷脂酰丝氨酸或淀粉质”这样的“来吃我吧”信号。 但是现在，Koizumi等人发现了一种新型的微型神经胶质噬菌作用，它既不需要 典型的来“吃我吧”信号，也不需要启动噬菌作用所需的Fc受体配体。相反，这 一噬菌作用是由可扩散的细胞外分子“尿苷5’-二磷酸”（UDP）来启动的，而 这种细胞外分子是由受伤的细胞释放的。UDP激发微型神经胶质表面上的P2Y6受 体。死亡细胞的清除对于维护脑功能非常关键，所以这些发现也许对研究一系列 中枢神经系统疾病都有意义。（Letter p. 1091; News & Views） [search]Nature[/search] |
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