12月16日《自然》杂志精选

2010-12-24 08:44 来源: 科学时报
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封面故事:拯救北极熊仍为时不晚
 

  北极熊只生活在北半球的海洋地区,这些地区被海冰覆盖的时间足够长,使它们有更多的机会去捕捉其海洋哺乳动物猎物。

  夏季北极海冰的减少与北极熊种群数量的下降不谋而合,而美国地质调查局2007年的一份报告预测,在正常情况下,北极熊本世纪末就可能从它们的所有生活范围内灭绝。一些观察家甚至提出,北极海冰也许已经越过了一个临界点,过了这个点之后,生境也许将无法恢复。

  但是现在,一项新的分析表明,拯救北极熊还为时不晚。最近所观察到的夏季海冰的快速消失也许反映了一个变薄的海冰覆盖层挥发性的增加,而不是代表着一个临界点。温室气体减排有可能使海冰的消失停止并保护北极生态系统。本期封面所示为2009年夏天一只北极熊正从斯瓦尔巴群岛附近一处海冰所剩无几的地方走过。

 
一个以前不知道的缺陷类型

  人们可以通过引入其他形状或“拓扑缺陷”(如七角形和五角形)来让一个六角形晶格覆盖一个弯曲表面,就像在有20个六角形和12个五角形的著名“巴克球”中那样。

  这篇论文报告了一个以前不知道的缺陷类型,它能以与织物的皱褶相同的方式适应弯曲。这种类型的缺陷(能在表面上消失的不带电的晶界)可以在伸展开的胶体晶体的负弯曲的表面上观察到。这些发现将有助于探索弯曲空间中缺陷的通用理论、弯曲结构的工程设计以及软刻蚀和定向自组装的新颖方法。

胚胎中的基因网络形成

  基因调控网络(GRN)这个概念在关于动物身体平面形成过程研究中的应用,是系统生物学何以能够为活生物的基因组调控序列工作方式提供因果关系解释的一个例子。

  在一篇综述文章中,Eric Davidson描绘了GRN的一个画面,这个画面所依据的是对数量虽少、但却不断增长的、目前已确认的GRN所进行的研究工作,同时他还强调了分子生物功能与基因组之间的联系。

 
地球内核磁场强度的估计

  人们知道,我们在地球表面上所感受到的磁场是地核内部磁场强度的很小一部分,但地核内的磁场是无法直接测定的。

  Bruce Buffett提出了对地核内磁场强度的一个新的间接估计值,他所依据的是对潮汐耗散的测量。结果表明,以前所报告的关于地球“章动”的异常耗散的证据可以用数值为2.5 mT的地核平均磁场强度来解释,而没有必要用在内核边界处存在高流体黏性或一个更强磁场来解释。

酵母新表现型在演化过程中的引入方式

  新的表现型在演化过程中是怎样被引入而又不会失去适应性的,这个问题在分子层面上基本上仍未得到解释。

  在三种子囊菌酵母中对一个众所周知的过程(交配类型的确定)的分子细节进行比较的一系列实验,显示了一个转录回路(一种新的调控因子的插入)的构型所发生的一个演化上的变化,这种变化保留了一种古老的调控形式,但产生了一个重要的新表现型。这个新变种使得“奶酪酵母”(乳酸克鲁维斯酵母)只有在养分短缺时才交配,从而将食物供应状况也考虑了进来,这种行为在酿酒酵母或人类病原体白念珠菌中是不存在的。

关于神经系统响应物理刺激的一个理论得到验证

  神经系统对物理刺激的编码被认为取决于各种不同输入信号之间的关联性,但这个理论很少被经验验证。

  Jon Cafaro 和 Fred Rieke介绍了同时测量视网膜神经节细胞的激发态和抑制态电导性的新的记录方法,发现激发态和抑制态输入信号是强关联的,从而取消了彼此的输出。

  在将这些电导性变化重新引入有关联性或没有关联性的细胞时,研究人员发现,正如理论工作所预测的那样,关联性显著提高尖峰响应的可靠性。