2月18日《科学》杂志内容精选

2011-2-22 09:33 来源: 中国科学院
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杂志封面

  熊冬眠时的体温与代谢脱耦联

  一项新的研究显示,尽管黑熊在冬眠时的体温只是略微有所下降,但它们的代谢活性却有了显著的下降:其代谢率减缓至它们正常活性的约25%。这一发现是令人意外的,因为,一般来说,人们已知一种生物的化学和生物学反应在其体温每下降10摄氏度时就会减缓大约50%。这些阿拉斯加的黑熊的核心体温只是下降了5摄氏度或6摄氏度,然而,它们的代谢率却下降至比研究人员所想象的要低得多的水平。此外,据研究人员透露,黑熊的代谢在它们从冬眠中醒来之后的几个星期中仍然受到显著的抑制。Oivind Toien及其同事所获得的这些被认为是惹麻烦的黑熊是由阿拉斯加渔猎部捕获的,这些黑熊活动的地带和人类的社区有点过于接近。这些黑熊被安置在设计成模仿熊的巢穴的结构之中。这些巢穴位于远离人类打扰的森林之中,并配备了红外线摄像机、活动探测器及其他的遥感装置。研究人员还将无线电发射器植入到每只黑熊的体内以记录该黑熊的体温、心跳及肌肉活动。他们的研究是人们第一次当黑熊在自然条件下过冬时持续性地测量黑熊的代谢率和体温。这些黑熊在从它们的巢穴中醒来之前会度过5至7个月的不吃、不喝、不大小便的日子,它们走出冬眠时的生理情况与它们进入冬眠时的情况近乎相同。黑熊的这种本领使得研究人员相信,将来,本研究中所收集的数据也许被应用于从改善医疗护理到开拓外太空旅行等范围非常广的尝试之中。

  地震的前奏

  据一项新的研究披露,1999年土耳其大地震前反复出现的地震活动信号可能代表了该地震的开始阶段。科学家们渴望发现可以告诉他们何时即将发生大地震的线索,但这些特别的发现是否也适用于其他的地震仍然是一个有争论的问题。许多大地震之前会出现较小的前震,但人们一直不清楚的是,这些前震是否与主要的地震有关系。而且,许多地震好像根本没有前震。Michel Bouchon及其在土耳其和法国的同事对1999年的7.6级的Izmit地震的记录进行了分析。该地震是迄今为止有着最良好记录的大地震之一。在此次地震中,与断层比邻的两个板块向水平方向相互错位移动了大约3米。这一板块的突发性移动发生在地壳的脆性部分。研究人员现在已经发现了一个来源于该脆弱地壳基底部的靠近“震源”(即断裂开始之点)的早期的地震活动模式。该信号表明,这一部分的断层在地震之前不规则但持续性地滑动了近44分钟。文章的作者说,接下来要开展的步骤包括重新检查其他大型的、记录良好的地震的靠近断层的地震记录,以寻找类似的信号。持续性的地震监控网络对了解其他类型的断裂是否也是以这种方式表现的将是必要的。

  让流动的混合物变稠厚

  研究人员报告说,对许多由带有固体颗粒的液体组成的物质来说,只要在其中加入一点点的第二种液体就会对其质地产生令人吃惊的效应。例如,加入少量的水可令某种流动的、蛋黄样的团块状悬浮液转变成为一种稠厚的、凝胶样的糊状物。这些发现可能有多种工业上的用途。例如,添加第二种的液体可使混合物变得更为稳定,使得它们的颗粒会更为长久地处于悬浮状态,令它们能更为容易地储藏或运输。这种方法还会创立一种强力但相对多孔的网状物,它可以成为用于例如建筑材料或隔绝材料的轻质陶瓷或泡沫物质的基础。Erin Koos和Norbert Willenbacher对在少量的第二种与第一种液体无法融合的(不相混合的)液体的影响下,悬浮在某种液体中的颗粒的行为表现进行了研究。他们发现,这些颗粒会因为颗粒与第二种液体之间的毛细管力而会集结成僵硬的网状物。人们预计这种效应会在第二种液体可弄湿颗粒(即第二种液体会以一滴水在玻璃表面摊开的方式在颗粒中散布开)的情况下发生。但是,文章的作者意外地发现,这一效应甚至会在第二种液体不能弄湿颗粒的情况下发生(就像水珠在一张蜡纸上)。在这种情况下,该液体会将颗粒集聚在一起以期将其与第一种液体的接触面最小化。

  播撒克隆种子

  一种制造产生母本植物克隆的种子的新方法可能在将来最终会导致自我繁殖的有性克隆的方式——研究人员说,这一突破可能对农业具有革命性的意义。在一篇文章中,Mohan Marimuthu及其同事描述了他们是如何通过将不同变异株的拟南芥植物进行杂交并通过种子而取得这一克隆的(或称单性生殖)。研究人员将不同株的该植物与一株他们设计的植物进行杂交以在其受孕后清除其本身的染色体。他们解释说,这一过程有效地将雄性或雌性配子转变成为只有某一单组染色体的种子。这些植物有高达34%的后代会成为与它们的母本植物完全一样的植物。研究人员甚至说,这些第一代的克隆植物可以再被克隆。他们的实验证明,人们可通过操纵2到4个调节减数分裂和染色体分离的保守基因而做到用种子来克隆有性植物。