2013年04月12日《科学》杂志精选
封面故事：人类祖先南方古猿源泉种的进化历程
The Mosaic Nature of Australopithecus sediba
本周《科学》杂志中包含了6个研究的1组报告以及一篇伴随性的介绍文章就南方古猿源泉种的解剖和可能的习性提供了一套完整的见解；南方古猿源泉种是人们在2008年于南非约翰内斯堡附近Malapa遗址发现的有2百万年历史的数个部分骨架遗骸的化石。研究显示，南方古猿源泉种是一种人与类人猿特征的嵌合体，它有着人样的骨盆、手和牙齿及一个黑猩猩样的脚。研究人员还不肯定南方古猿源泉种在古人类系谱图中的位置，但这6项研究显示，Malapa化石是人类进化的一个引人注目的例子。这些最新的文章是该小组早先研究的跟踪研究，它们对一个通常称之为MH1的较为年轻的男性的骨架和一个叫做MH2的女性骨架以及一个叫做MH4的单独的成人胫骨做了更深入的探索。
Joel Irish及其同事对MH1和MH2的牙齿特征进行了检查与南方古猿源泉种的其它方面一样，这些牙齿是原始人和现代人样特征的杂烩。南方古猿源泉种与人一样在其磨牙上有5个牙尖或沟槽图案。这些以及其它的牙齿特征表明，南方古猿源泉种与像南方古猿非洲种这样的南非南方古猿关系较为接近。Jeremy DeSilva及其同事对南方古猿源泉种的下肢解剖的分析表明，南方古猿源泉种是以一种完全独特的方式行走的。南方古猿源泉种的小型足跟与黑猩猩的足跟类似。该物种可能以一种膝与髋向内旋转的方式行走，且其双足略微扭曲。文章的作者得出结论，这种原始的行走方式可能是直立行走和爬树之间的一种折中方式，因为南方古猿源泉种似乎比其他的南方古猿具有更多的与爬树有关的解剖结构。这些结果表明，不同物种的南方古猿会以不同的方式使用它们的解剖特征——有些用其来爬树，有些用其在地面行走，有些兼而有之。
Darryl de Ruiter及其同事对MH2的下颌骨遗骸进行了检查，从而揭示了一个在大小和形状上与其它南方古猿不同的下颌骨。Steve Churchill及其同事分析了南方古猿源泉种的上肢。若不计入其手部和腕部，南方古猿源泉种的上肢是原始的，表明其保留了攀爬和悬吊的能力。Peter Schmid及其同事研究了南方古猿源泉种的胸廓遗骸，从而揭示了一个狭窄、猿样的上部胸廓，这与人类中所见的宽阔、圆柱形的胸部是不同的。其保留不那么完好的下部胸廓化石则与人更为相似。Scott Williams及其同事分析了2个南方古猿源泉种的部分脊柱。该小组发现南方古猿源泉种拥有与现代人相同数目的腰椎骨，但却显示出一个更长及更灵活的腰背部。南方古猿源泉种的灵活的脊柱与较早期的南方古猿不同，它与直立人的脊柱更为相似。总的来说，这些研究指出，南方古猿源泉种很可能是人属动物的祖先————该属包括了猿与现代人。正如Lee Berger在其序文中所述，这些发现暗示，南方古猿源泉种或许也包括南方古猿非洲种可能并非源自南方古猿阿法种的世系。未来几年在Malapa遗址的进一步化石发掘会给人们带来更多的惊喜。（DOI: 10.1126/science.340.6129.163）
探秘大气中至关重要的神秘分子
Lifting the Veil on an Old Mystery
几十年来，科学家们一直对大气中的被称作克里吉中间体（或CIs）的一组寿命短暂的分子感到困惑；尽管这些分子在大气过程（例如，它们造成了全球气候的改变）中有着极端的重要性，但人们对它们是如何与其它大气化合物起反应的却知之甚少。这是因为在历史上，CIs无法直接在气相中被观察到；最简单的CI只是在最近才在实验室中被检测到，而它的检测成功所用的是无法普遍可得的复杂仪器。现在，由Su及其同事所做的一项新的研究报告说，他们用一种容易获得的可提供更明确结构识别的装置由直接红外（IR）光谱检测到了最简单的CI；对这种分子进行直接IR检测可使人们测量这种分子与其它大气化合物的反应性。有关其反应性的不确定性持续存在，其部分原因是因为无法直接测量任何较大的CI分子。然而，如今Taatjes及其同事报告了在实验室中为进行下一个较重的克里吉中间体的检测所做的准备。他们进而对这种分子在大气过程中所起到的各个方面的作用进行了阐释；也就是说，直到最近，人们还一直认为对流层中的CIs几乎仅与水分子起反应，但由Taatjes及其同事对这一分子与水及与污染物二氧化硫和二氧化碳的反应所做的动力学测量表明，CIs可超越其基于水的反应而起到更大的作用。例如，CIs与大气污染物二氧化硫的反应可能会促成大气气溶胶（它会将太阳辐射反射回太空并从而帮助地球冷却）的形成。人们需要做进一步的研究以确定其它的CIs是否也会与大气中的其它化合物起部分反应。一则由Luc Vereecken所撰写的《观点栏目》文章更为详细地揭示了这些发现。（DOI: 10.1126/science.1236475）
安全地给脑子照光
Injectable, Cellular-Scale Optoelectronics with Applications for Wireless Optogenetics
研究人员找到了一种将小型光电器件、或那些可探测及控制光的器件安全地插入到啮齿动物脑中的方法。Tae-il Kim及其同事研发了这种新的技术，并接着用他们的植入式装置来刺激可自由行动的啮齿动物的神经元，使得它们能将多巴胺及其它的神经递质释放到大脑中。这些装置为基础生物学研究带来了新的机会，且研究人员提出，这些植入式的LEDs、传感器及硅装置最终也可能会找到广泛的临床应用。此前，曾经有过将类似的光源、检测器及致动器放置于脑中的案例，但直接将这些装置插入脑组织受到许多因素的阻碍，其中包括插入时造成的组织损伤、插入后的持续刺激及电力供应问题。据Kim及其他研究人员披露，现在，这些新的无线、超薄、机械性力顺装置可被安装在针头上并被插入到不同深度的脑组织内而不会引起任何的伤害。他们提示，这种微创技术可能有一天会改变因应药物、pH值、血氧及葡萄糖浓度抑或人类脑中神经递质的光刺激。（DOI: 10.1126/science.1231059）
听新歌曲会给大脑以奖励
Interactions Between the Nucleus Accumbens and Auditory Cortices Predict Music Reward Value
无论是度过一个交响乐之夜还是一个重金属音乐会之夜，几乎每个人都喜欢听音乐。现在，研究人员发现，大脑中一个叫做伏隔核的部分可能与人第一次听到一首乐曲时所产生的愉悦感或者是受到奖励的感觉有关。伏隔核——这是腹侧纹状体（脑子的奖赏中枢）的一部分——的神经活动是聆听者愿意花多少钱来购买一首歌或专辑的一个准确的预测因子。Valorie Salimpoor及其同事创造了一种环境，在这个环境里参与者可以花他们自己的钱通过一种类似于iTunes的模拟线上音乐购买系统来欣赏他们第一次听到的乐曲。在参与者浏览音乐并第一次听到特定声音模式的同时，研究人员对他们的脑子进行了扫描。Salimpoor 及其同事发现，当人们在听他们以前从未听到过的乐曲时，其伏隔核中的神经活动可以表明一个人喜欢该乐曲的程度从而预示这个人是否会决定买下这首乐曲。伏隔核本身不会做出这样决定，但它会整合来自大脑的感觉、情感及执行部位的反应。这些联系的或强或弱可帮助决定乐曲是否受到喜爱。换言之，不同部位的脑子如何对音乐做出反应取决于我们在整个一生中所接触到的音乐的种类，因此，它是一个高度个性化的反应。（DOI: 10.1126/science.1231059）
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