4月1日《科学》杂志内容精选

2011-4-20 09:02 来源: 中国科学院
813 收藏到BLOG

  

  彗星撞击土星和木星波纹环的记录

  1983年,一颗彗星在未被看见的情况下撞上了土星环。几乎在10年之后,一颗彗星与木星相撞。据两项将一个行星难题解开的研究披露,这些事件使得这两颗行星环发生倾斜并在其环中留下了残余的涟漪图案。这些发现表明,行星的环可以像一张巨大的唱片一样,它保留了每颗彗星在飞越此行星时所产生的效应。研究这些彗星所遗留下的微妙的螺旋型图案可使科学家们在几年甚至几十年后重现其受撞击的历史。这些发现也许还提供给人们一种新的研究外太阳系中的彗星群体的方法。通过观察行星环的变化,科学家们也许能够搞清楚彗星和其他小型天体与行星相遇的频繁程度,并因此确定在外太阳系中存在有多少这样的小型天体。

  通过分析在1996年和2000年由伽利略飞船所观察到的木星环的图像,以及在2007年由地平线飞船再次所观察到的木星环图像,Mark Showalter及其同事注意到了在该行星环中的不同寻常的像铁皮屋顶样起伏的波纹图案。大约在同一时间,Matthew Hedman及其同事从卡西尼飞船在2009年所拍摄的画面中,在土星环中也发现了类似的波纹图案。这些研究团队测定了这些波纹的性质并将其与这些结构应该如何随着时间而演变的计算进行了比较。他们的分析证明,土星和木星的波纹状环是由猛力撞入这些行星环的彗星引起的。这些冲撞所导致的残骸使得这两颗行星的环都略微有些失平衡。研究人员能够查明了这两起事件发生的确切年份。他们证明,土星环的波纹可能是由一颗彗星在1983年时的撞击所产生的,而木星环的波纹是在1994年夏天被一颗彗星撞击之后产生的。

  洄游旅程最艰难的鲑鱼有着最强壮的心脏

  研究人员报告说,洄游过程最为艰苦卓绝的红鲑同时也有着最强壮的心脏。因此,鲑鱼种群看来因为在洄游时强有力的自然选择而适应了本土河流中的环境,鉴于该类鱼生命中的大多数时间是在大洋中度过的,因此这是一个相当不寻常的发现。这一适应性也许意味着某些红鲑种群会随着气候的持续变化而能够适应更温暖的气温,尽管我们还不知道发生这种情况的可能性有多大,或这种变化是否能足够迅速地发生以应付目前的气温暖化。

  红鲑的一生一次的从海水中洄游到它们诞生时的产卵地的困难性存在着相当大的差异;那些在沿海支流中产卵的鱼要比那些花数星期向上洄游的鱼的洄游旅程容易得多。例如,英属哥伦比亚的弗雷泽河是超过100种在遗传和地理上迥异的鱼群的发源地,它们中的每一种所经历的洄游情况都不相同。Erika Eliason及其同事对这些种群中的8个种群进行了检查并发现,那些洄游旅行最富挑战性的鱼群有着最大号的心脏及发育最好的心肺系统。这些鱼的心和肺也最能够对付较暖的水温。这是一种重要的特征,因为较高的温度已被证明与鲑鱼在洄游时的死亡率的增加具有关联性。

  半导体纳米颗粒中搀兑

  在纯净的半导体中添加杂质(或“掺杂剂”)是现代电子学的基础,而研究人员现在正在寻找在纳米级进行这种工作的方法,即在纳米大小的半导体中塞入外来的原子。David Mocatta及其同事如今报告说,人们可通过将甚至有着相对较高浓度的金属性杂质散播到纳米微晶之中来调整自立式的半导体纳米微晶的电子性能。他们在砷化铟纳米微晶(或称“量子点”)中添加了铜、银或金的杂质并证明,这一过程可用来调节这些量子点的费米能级。这种调节能级的能力应该对制备基于量子点的电子元件(例如:光伏电池及发光二极管)有用。在一则相关的观点栏目中,Y. Charles Cao解释了搀兑的概念并对这一研究进行了讨论。

  植物紫外线B辐射光受体被发现

  一个欧洲的研究团队找到了植物用于探测紫外线B辐射的蛋白。太阳光对植物是至关重要的,因为它既是一种能源也是一种影响植物整个生命周期的信息信号。植物对阳光的反应受到对某些光线波长具有特异性的受体的精微调节。科学家们已经发现了数个监控一系列波长的植物光受体族,但是他们在此之前一直没有发现专门感受紫外线B辐射的光受体蛋白。Luca Rizzini及其同事证明,拟南芥蛋白UVR8的功能是在紫外线波长中充当一种光受体。紫外线B辐射会引起UVR8二聚物裂开,接着单一的UVR8分子会在细胞核中担负指导细胞对紫外光作出反应的功能。