Nature 杂志每期介绍 

天狼星

自然要览]

（选自英国Nature杂志，2004年4月1日出版）


封面故事：第三个完整的哺乳动物基因组序列正式发表
Genome sequence of the Brown Norway rat yields insights into mammalian
evolution

本期Nature发表了第三个完整的哺乳动物基因组序列，这是基因组研究中又一个重
大的、具有里程碑意义的事件。挪威的棕色大鼠（Rattus norvegicus）是实验医
学和药物开发中所使用的重要实验动物，所以其基因组序列将是临床研究的一个重
要资源。“大鼠基因组测序项目联盟”将几个测序战略结合起来，以期获得涵盖这
种大鼠基因组90%以上基因的一个高质量草图。大鼠基因中绝大多数在人类和小鼠
中都有匹配基因，将三个基因组进行比较，可以看出啮齿动物相对于人类的演化速
度。（Article, p, 493; News and Views）本期的一篇News Feature文章介绍了
大鼠模型在基因组学时代的生物医学研究中所扮演的角色。（News Feature）（封
面图片：Stephen Dalton /NHPA）


仿生医用合成材料研究的新进展（Biomaterials: let''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''s get medical）
Designing materials for biology and medicine

材料科学在如矫形医学和药物输送装置等多种不同应用中对医疗卫生工作曾经产生
过巨大影响。但不久前，人们只是从科学技术的其他领域借用材料，使其在医学上
具有一个新的应用，材料的选择常常是根据其是否具有适当的机械性能，而很少考
虑其他任何设计要求。在本期的“Review Article”中，Robert Langer 和 David
Tirrell讨论了在设计能够模仿生物组织的新合成材料方面、在设计具有特殊用途
的医学材料方面、和在设计用于诸如诊断和生物芯片技术等新应用领域的材料方面
所取得的最新进展。（Review Article, p. 487）


又有两条人类染色体得到测序（Human genome: 13 and 19 make 9）
The DNA sequence and analysis of human chromosome 13 / The DNA sequence
and biology of human chromosome 19

本期Nature发表了人类第13号和第19号染色体的准确而完整的序列及其分析结果。
至此，人类23条染色体中已有9条完成测序。已发表的人类染色体分别是第6、7、
13、14、19、20、21、22号染色体和Y染色体。第13号染色体因携带若干与乳腺癌
有关的基因而引人注目，包括BRCA2 和RB1基因。第19号染色体出名的原因是，它
是人类所有染色体中基因最丰富的染色体。除了比其他染色体含有更多基因外，第
19号染色体的与众不同之处还包括高G+C含量和高复制与重排频率。（Articles,
pp. 522, 529）


碳纳米管具有不寻常的磁性能（Carbon nanotubes: seize the moment）
Determination of electron orbital magnetic moments in carbon nanotubes

碳纳米管的本领之多是否无穷无尽？由于其具有比钢更大的延展力、极大的硬度、
良好的耐热性能和电学性能，它们正在被用于从燃料电池和平面电视到制药设备和
催化剂等几乎所有应用领域。而现在，人们又发现碳纳米管还具有不寻常的磁性
能。一个碳纳米管中暴露于磁场的电子预计会绕该纳米管的周长旋转，所产生的磁
动量远远大于因这些电子本身自旋所产生的磁动量。现在，研究人员测定出了小直
径纳米管周围的磁动量，发现它们是控制纳米管电子结构的一种很可能是非常强大
的工具。（Letters, p. 536; News and Views）


让金刚石成为超导体的方法（Supergem goes superconducting）
Superconductivity in diamond

金刚石之所以具有那些有用的和人们所期望的性能，如夺目的光彩和极大的硬度，
是由于金刚石中电子本身的排列方式。正是这种电子排列方式也使得纯金刚石不可
能导电。然而，可以通过向金刚石中引入其他携带电荷的成分（比如通过掺杂硼）
来使金刚石导电。现在，研究人员获得一项令人吃惊的发现：通过将碳和硼同时置
于非常高的压力和温度下，所获得的硼-碳金刚石实际上是一种超导体，能够导电
而没有电阻。硅和锗也可以具有一种金刚石一样的结构，所以这些元素在电子学应
用中非常重要，因为半导体在适当条件下也可以变成超导体。（Letters, p.
542）


治疗海水“贫血”的方法（Iron on troubled waters）
The decline and fate of an iron-induced subarctic phytoplankton bloom

对浮游植物的铁供应在调节海洋碳循环和全球气候中可能扮演一个关键角色。关于
向海洋中加铁是否有可能改善气候变化存在激烈争论，科学家也进行了若干大规模
试验，来检验向“贫血”水域（即缺铁水域）中加铁的效果。加铁后的确会出现浮
游植物繁盛的情况，但多数试验到此为止，没有等到浮游植物死亡和沉降。在阿拉
斯加湾亚北极水域进行的一项新的铁富集研究中，研究人员观测到一次大规模硅藻
繁盛事件从发展到衰败的过程。铁供应是硅藻繁盛事件发展过程中的一个主导影响
因素，但其衰败过程却与缺乏硅酸有关。这意味着，单单加铁对海洋浮游植物可能
只有有限的影响，不断加铁可能会失去效果。由于运送到深层海水中的颗粒状有机
碳的数量是有限的，所以该过程的整体效果值得怀疑。（Letters, p. 549）


蕨类植物的演化：自力更生（Ferns: life without flowers）
Ferns diversified in the shadow of angiosperms

蕨类植物常常被描绘为活化石，是植物世界的古迹。开花植物（即被子植物）在白
垩纪期间（距今1亿年前）迅速分异，过去人们认为，随着开花植物的增加，包括
蕨类植物在内的没有种子的植物品系被迫逐渐走向灭绝。但新的研究显示，事实并
非如此。相反，蕨类演化模式表明，为回应开花植物的演化分异，蕨类出现了新一
轮物种形成过程，而且全靠它们自己，以利用开花植物演化所提供的新的生态机
会。（Letters, p. 553; News and Views）


长相如何：看惯了就好了（Accustomed to her face?）
Adaptation to natural facial categories

我们是根据包括性别、种族和表情等一系列因素来感知和分辨人的脸庞的，经常还
包括脸庞后的人。这一过程受制于一种校正形式。Webster等人发现，一个脸庞对
一个观察者来说看起来是什么样子，在很大程度上取决于该观察者最近所看过的一
组脸庞。例如，在看过一个男性脸庞后，一个模糊的脸庞看起来会很像女性。不同
人群有不同参照点，这些参照点会因接触一种新的文化而受影响，如刚刚到达北美
洲的日本人就与当地的常住居民形成鲜明对比。即便短暂看过真实脸庞形象之后也
会发生很大变化的事实表明，这一适应过程在日常脸庞感知中扮演一个重要角色。
（Letters, p. 557）


预防SARS的DNA疫苗（Gene-based SARS vaccination）
A DNA vaccine induces SARS coronavirus neutralization and protective
immunity in mice

最近的SARS（严重急性呼吸综合症，即非典）爆发被公共卫生措施成功控制。但对
在动物种群中可能存在SARS冠状病毒库的担心意味着，开发SARS疫苗仍是一项优先
任务。DNA疫苗是一个相对较新的设想。人们知道DNA疫苗能在动物模型中诱导产生
对一种流感、HIV、埃博拉病毒和其他病毒的免疫力，但只是最近才开始在人类中
进行试验。现在，研究表明，一种编码SARS冠状病毒的Spike糖蛋白的DNA疫苗能在
小鼠中刺激抗体响应，诱导针对SARS病毒的保护性免疫力。这表明，基于基因的免
疫接种是预防SARS的一种可能的方法，但该疾病动物模型的局限性表明，在研制出
实用的人类疫苗之前还有许多工作要做。（Letters, p. 561）


AMKP活性与减肥药物的作用（Antiobesity target）
AMP-kinase regulates food intake by responding to hormonal and nutrient
signals in the hypothalamus

大脑中名为“AMP激活的蛋白激酶”（AMPK）的酶也许可帮助调节食物摄取和体
重。研究发现，直接抑制小鼠的AMPK，可使它们吃得更少，并减轻体重。当酶水平
升高时，小鼠吃得更多，并增加体重。AMPK活性由食欲抑制激素“来普亭”
（Leptin）调节，这一新的“来普亭”信号通道的发现，为人类减肥药物提供了一
个有希望的新的作用目标。（Letters, p. 569）


对肌肉机械性能的分子解释（Don''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''t underestimate myosin）
The myosin motor in muscle generates a smaller and slower working stroke
at higher load

一种新的X-射线干涉技术被用来测定名为肌球蛋白-II的运动蛋白的“工作冲
程”。在肌肉收缩过程中，每个肌球蛋白分子不断结合到一个肌动蛋白点上，将其
拉动一个叫做“工作冲程”的距离，然后脱离接触。尽管对孤立的肌球蛋白-II分
子和肌肉纤维进行了广泛的研究，但“工作冲程”的大小仍然存在争议。在完好的
单个肌肉细胞中所做的新的测定表明，冲程大小取决于该运动蛋白上的负荷。在高
负荷时，“工作冲程”变小和变慢。这一结果为肌肉的效率和机械性能提供了一个
分子解释。以前所做的多数试管研究低估了该运动蛋白在其自身环境中所产生的冲
程。（Letters, p. 578）

[此贴子已经被作者于2004-4-24 10:17:40编辑过]

天狼星

===================================
Nature 428: 6983
08 April 2004
===================================
[自然要览]

（选自英国Nature杂志，2004年4月8日出版）


封面故事：火星南极的水冰
Perennial water ice identified in the south polar cap of Mars
本期封面为来自欧洲航天局“火星特快”探测器（Mars Express Orbiter）的最新
图像。该图像是根据由OMEGA光谱仪获得的数据制成的，它所显示的是火星南极夏
季的情况。同在北极一样，南极似乎也有一个永久性水冰盖。这一假彩色图像中的
白色区域为冻结的二氧化碳与水冰的混合物，蓝色几乎是纯的水冰，而棕色是火星
尘土。在本期Nature上，OMEGA小组发表了他们对火星南极二氧化碳与水冰的绘图
数据。火星南极分成三个明显不同的区域。中央为冻结的二氧化碳与水冰的混合
物，其周围是一个几乎为纯水冰的区域，再往外扩展数十公里是一个巨大的脏的水
冰区域。OMEGA未来的任务将包括绘制火星表面矿物质和大气成分。（Letters, p.
627; News and Views）


对基因组复制预测的验证（Gene duplication: here's the the proof）
Proof and evolutionary analysis of ancient genome duplication in the
yeast Saccharomyces cerevisiae  
理论上，整基因组复制应是演化创新的一个强大的机制，因细胞可复制整基因组，
然后经历巨大的基因损失和分化。Kellis等人所做的一个幸运猜测使得验证这一预
测成为可能。结果表明，正如所预料的那样，食用酵母（Saccharomyces
cerevisiae）是基因组复制的一种产物。他们测定了一种相关酵母
（Kluyveromyces waltii）的序列，后者被认为是在复制前从食用酵母分化来的，
观察到Kluyveromyces waltii的基因组区域在Saccharomyces cerevisiae中复制的
相关性达到前所未有的1:2。由复制产生的“超级生物体”所含的基因超过11000
个，而最初的生物体所含的基因只有5700个。当一个基因的一个拷贝具有其专用功
能时，另一个拷贝则有自由来执行一个新的、很可能是非常重要的任务，或造成基
因不稳定。复制的基因中约90%被“驱逐”出去，形成食用酵母。食用酵母的出现
似乎是为了填补一个演化小生境，其时间大约是在结果植物开始将大量糖分输送进
环境中时。从复制事件中存活下来的457个基因中的很多专门用于糖代谢，从而使
酵母成为最好的发酵剂。（Article, p. 617）


恒星形成的历史（Stars in the making）
The star-formation history of the Universe from the stellar populations
of nearby galaxies
一个星系的光谱提供了关于该星系过去的恒星形成情况及该星系气体的金属含量作
为时间函数的一个记录。因此，大批星系的光谱几乎就是宇宙的恒星形成历史的一
个“化石记录”。Heavens等人，利用由“Sloan Digital Sky Survey”监测的近
10万个附近星系的光谱数据，发现在距今约50亿年前有一个恒星形成高峰。在宇宙
中另外地方，还有一个距今80亿年前的高红移星系的恒星形成高峰。从这些数据还
可明显看出，恒星形成历史非常明显地依赖于星系的质量：星系越大，恒星形成越
早。由于当恒星形成相对受到抑制时星系质量最大，所以低质量体系与高质量体系
可能具有很不相同的形成历史。（Letters, p. 625）


地球磁场逆转需要多长时间？（Geomagnetic reversals）
Dependence of the duration of geomagnetic polarity reversals on site
latitude
地球磁场逆转需要多长时间？这个问题是我们理解地球动力体系（地球外核中产生
地球磁场的液流）的基础。对这一时间的估计相差很大，从几千年到28000年不
等。对最近4次磁极逆转的沉积记录所做的一项研究，将地磁方向改变所需平均时
间估计为约7000年。但问题并非如此简单。在低纬度，即靠近赤道而不是靠近极地
的地区，方向改变似乎要比在中纬度和高纬度地区周期短（或者说更快）。这一现
象可用一个简单的模型来解释，在该模型中，地球的双极磁场的强度在磁极逆转期
间大大减小。（Letters, p. 637; News and Views）


全球生态保护网络的有效性（Biodiversity: where to protect）
Effectiveness of the global protected area network in representing
species diversity
全球生态保护网络（为实现特定保护目标而依法建立的保护区）现在占全球陆地面
积的10%以上。这一数字的意义不可小视，因为在过去10年，对至少10%的生态区域
进行有效保护通常被环保人士捧为既是一个区域目标也是一个全球目标。但人们所
不知道的是，这一网络在代表物种多样性时有效性如何。对关于保护区和陆地脊椎
动物分布的5个最全面的数据集所做的一项新的分析显示，1300种以上的哺乳动
物、鸟类、两栖动物和海龟，在其生活环境中的任何一部分都没有受到保护，其中
包括700种以上被划分为有高度灭绝风险的物种。保护区被认为是保护生物多样性
的成本效益比较合理的方法。但这一新的研究表明，世界上最需要额外保护的区域
不是保护比例低的区域，而是含有更多特有物种的区域。（Letters, p. 640）


帮助行为和社会性的起源（Help me if you can）
Pre-social benefits of extended parental care
帮助行为和社会性的起源是生物学上的一个中心问题。社会性物种的后代通常需要
成年个体的连续关怀来生存，然而，尤其是在昆虫中，关怀者的预期寿命相对于依
赖时间而言比较短。依赖时间的延长有利于社会性，但在祖先为非社会性的物种
中，一个关怀者死后，留下几个依赖其生活的后代也很可能死亡，这种概率是很高
的。这一矛盾被用社会性和非社会性黄蜂所做的新实验解决了。实验显示，父母关
怀时间的延长可明显减少寄生虫的影响。这种利益存在于延长关怀的演化根源上，
这就有可能为“帮助行为是演化之需要”的观点提供依据。（Letters, p. 650）


第一个被测序的藻类基因组（An algal genome）
Genome sequence of the ultrasmall unicellular red alga Cyanidioschyzon
merolae 10D  
Cyanidioschyzon merolae是一种超小型原始红藻，生活在酸性火山温泉的极端环
境中，被认为保持了细胞组织和基因组组织的原始特征。现在，它作为第一个被测
序的藻类基因组而引起人们的注目。构成“加尔文周期”（光合作用的暗阶段）的
酶的复杂性在这种红藻和绿色植物中被保留下来，这一事实支持认为它有可能起源
于一个内共生质体的假设。这种红藻含有最小数量的一组基因，以非常直截了当的
方式组织在一起，比如说它们只有少量基因内区，所以也许可用做研究真核细胞基
本机制的一个模型体系。（Letters, 653）


视觉注意与目标颜色的关系（Red letter week）
Long-lasting sensitization to a given colour after visual search
“视觉注意”是人类视觉系统的一个重要功能，涉及用于特殊处理过程的特定信息
的选择。这使得视觉系统有可能将注意力锁定并集中在一个特定的目标物体上。注
意效应一般持续时间短，可快速逆转，所以关于集中注意力看一种颜色达几小时会
对那种颜色的敏感性产生一种持久的残留改变的发现有点让人吃惊。该现象是在要
求在一个彩色背景（红色或绿色）上搜索一个目标（一个字母）达几小时之久的参
试人员身上观察到的，他们要求能够挑出颜色不正确的字母。通过学习集中注意力
于目标颜色，他们能够以快得多的速度发现目标组合。但结果是，经过几星期或几
个月执行该任务后，观察者即使在不相关的任务中对那种颜色也变得很敏感。在有
些情况下，试验证明有必要通过搜索互补颜色来逆转这种缺陷。（Letters, p.
657）


移植干细胞修复受损心脏组织的能力受怀疑（Heart repair doubts）
Haematopoietic stem cells do not transdifferentiate into cardiac
myocytes in myocardial infarcts / Haematopoietic stem cells adopt mature
haematopoietic fates in ischaemic myocardium
本期两篇论文对所报道的关于移植的干细胞修复心脏受损组织的能力提出怀疑。两
个小组都没有找到证据能够证明造血干细胞（通常产生血细胞）在注射进器官后能
变成心脏细胞。研究人员所做的实验涉及将来自骨髓的造血干细胞注射进活小鼠受
损的心脏中，然后通过使用各种不同的标记蛋白来跟踪所注射的细胞的命运。尽管
所移植的细胞中有些似乎存活下来了，但它们似乎并未分异成新的心脏肌肉细胞。
相反，它们成长为传统的血细胞。这些结果说明，应慎重对待目前正在进行中的相
关临床研究的结果，在这些临床研究中，研究人员在心脏病发作后将造血干细胞注
射进心脏中。（Letters. pp. 664, 668; News and Views）

天狼星

Nature 428: 6984
15 April 2004
===================================
[自然要览]

（选自英国Nature杂志，2004年4月15日出版）


封面故事：非KAM混沌现象的实验观测
Chaotic electron diffusion through stochastic webs enhances current flow
in superlattices

一种罕见类型的混沌运动，被称为“非KAM动态”，自首次在Nature杂志上提出
后，引起理论工作者的很大兴趣。现在，该现象终于通过实验被观测到了。“非
KAM混沌”是通过利用一个半导体超晶格中电子的量子性质产生的。混沌状态的开
始以漂亮的网状图案（见封面图片）的突然形成为特征，该图案的形成强烈增强通
过微芯片的电流，对电子波函数有深远影响。一个小小的电信号可破坏整个网，关
闭电流。这一发现有可能为控制量子电子元件和光应用中的导电性提供一个灵敏的
机制。KAM指的是“Kolmogorov-Arnold-Moser”定理，在非线性力学研究领域是一
个大定理。（Letter, p. 726）


通过基因组研究人类与黑猩猩的异同点（Sister act）
Sex differences in learning in chimpanzees

黑猩猩基因组的测序工作即将完成，遗传学家正忙于对人类和黑猩猩的基因组进行
分析，以寻找我们与我们最近的“亲戚”之间的显著差别。与此同时，行为科学家
仍在寻找人类与黑猩猩之间的相同之处。以雌性黑猩猩学习使用木棍来找白蚁吃为
例。它们从比雄性黑猩猩更小的年龄开始学习，在该本领上也比雄性黑猩猩强，并
且使用一种与其母亲相同的技术，而雄性黑猩猩却不是这样。在人类的小孩中，男
孩与女孩在学习技能方面也有类似的差别，说明基于性别的学习差别至少可以追溯
到黑猩猩与人类的最后一个共同祖先。（Brief Communications, p. 715）


控制物种形成过程中演化与退化的因素（Speciation: limb on an out）
Genetic and developmental basis of evolutionary pelvic reduction in
threespine sticklebacks

“演化与退化”领域的一个关键问题是，引起物种间主要形态差异的机制问题。形
态的变化是像经典人口遗传学观点所认为的那样由很多具有较小影响的基因控制的
吗？或者说是由具有较大影响的少数基因控制的，就像实验室生物由发育调节基因
发生的突变所造成的变化那样？一些演化生物学家赞同前一种观点，因为发育基因
通过实验手段所造成的多数突变有明显的有害影响。后腿的消失是在如蛇、鲸和鱼
等很多不同物种中发生的一个很大变化，虽然尚不知道需要多少基因变化才能改变
这一特征。现在，Shapiro等人通过对三脊棘鱼（这种鱼的不同种群骨盆骨架完全
或部分消失）进行研究，发现仅1个大的和4个小的染色体区域控制骨盆的消失。
Pitx1基因属于所涉及的大染色体区域。这说明，发育控制基因的突变可在野生种
群中造成迅速的骨骼变化，虽然条件是，只有当这些基因至关重要的作用在其他过
程中被保留下来时，根本没有Pitx1基因的突变体在出生时就会死亡的事实更强调
了这一条件是必不可少的。（Article, p. 717; News and Views）


不同大小的星团与黑洞的形成（Young star clusters: different class）
Formation of massive black holes through runaway collisions in dense
young star clusters

M82距地球1100万光年，是离我们最近的"星暴星系"。在该星系中心附近是一个明
亮的X-射线源MGG 11，被认为含有一个中等大小的黑洞，大约是太阳质量的350
倍。然而，附近一个更大的星团MGG 9却不发射X-射线，因此显然没有这样一个黑
洞。现在，数值模拟显示了这样两个星团的命运为什么有如此明显差别的原因。在
MGG 11中，动态摩擦引起大质量恒星向星团中心沉降，去参与一系列逃逸碰撞，导
致一颗大小在800个和3000个太阳质量之间的恒星的形成，后者坍缩形成一个黑
洞。在较大的MGG 9星团中，质量分离要慢得多，不能积累到临界质量。这一研究
成果的一个推论是，曾经被看成是奇异天体的中等质量黑洞，若是由具有与MGG 11
类似性质的所有星团产生的话，可能是非常普遍的。（Letters, p. 724, News
and Views）


提前两年预测厄尔尼诺现象（El Ni?o, followed by showers）
Predictability of El Ni?o over the past 148 years

这是一个好消息：对厄尔尼诺现象的可预测性普遍所持的悲观态度可能是错误的。
厄尔尼诺气候事件强烈的气候、经济和社会影响意味着，对这种事件进行预测很重
要。但目前主要基于来自过去30年的数据所做的预测，只能提前6-9个月进行有用
的预报。Chen等人利用一个改进的海洋-大气耦合模型，对1856-2003年间的厄尔尼
诺事件做了回顾性预测，他们能够提前两年预测到所有将要发生的厄尔尼诺事件。
19世纪末造成印度、亚洲和南美数百万人死亡的臭名昭著的厄尔尼诺事件，首次用
一个数值模型被回顾性地预测了出来。（Letters, p. 733; News and Views）


32亿年前地球大气层的成分（Atmospheric CO2: mine of information）
A lower limit for atmospheric carbon dioxide levels 3.2 billion years
ago

来自南非Barberton一个矿山古砂砾层的6颗鹅卵石，使我们关于年轻地球表面状况
的直接的地质学知识又回推了5亿年，达到距今32亿年前。在河流运输期间沉降在
这些卵石边缘的风化的外层，因存在富含铁的碳酸盐而与众不同。这种碳酸盐是一
种矿物质，在地表和近地表环境中只能在低氧和高二氧化碳条件下形成。对风化过
程中所涉及的平衡反应所做的模拟，确定了32亿年前大气二氧化碳浓度的下限，其
数值比今天的数值高几倍。这与认为当时的地球大气中几乎不含氧、但二氧化碳浓
度可能是今天的100倍的理论观点是一致的。（Letters, p. 736）


生态系统对环境变化的响应（Environmental change: time and tide）
Dynamic response of Permian brachiopod communities to long-term
environmental change

预测生态系统对环境变化的响应，是预测现代全球变化的可能后果的关键。化石记
录在这方面可成为一个很好的指南，因为它保留气候和生态变化中无数天然实验的
结果。对与在美国得克萨斯西部岩石中保留下来的一个2.7亿年的礁石系统相关的
腕足动物群落所做的一项新的研究，显示了4个生态系统是怎样对长期变化进行响
应的。岩石演替记录了海平面下降和回升的4次事件。这些事件没有导致生物普遍
灭绝、腕足动物多样性丧失的最坏情况。相反，跨越生态系统边界的物种交换和替
换的速度发生了变化，但本地群落保持了其多样性。（Letters, p. 738）


鸟类复杂的性展示行为（Blue bowers research）
Variable female preferences drive complex male displays

我们对雄性复杂的性展示以及关于这种行为从演化角度看为什么是对资源的合理利
用的理论是熟悉的。但是，我们却很少关注雌性在所有这一切中所起的作用。澳洲
的“造园鸟”是研究这一问题的一个很好的模型：除强烈的行为展示外，雄鸟还用
在被称为“凉亭”的鸟巢（一种用木棍搭建的看起来很结实的鸟巢）上的装饰物来
吸引雌性。雌性行为在维持雄性的复杂展示中似乎是一个因素。现在，对一种雄性
展示特征（鸟巢上的蓝色装饰）所做的操纵显示，雌性“造园鸟”在选择交配对象
的最初阶段使用同样的雄性展示特征，但在后期阶段，年龄小的雌鸟仍使用蓝色装
饰，而年龄大的雌鸟则改用雄性行为展示来选择配偶。（Letters, p. 742; News
and Views）


影响血管形成的因素（Blood vessels: up a notch）
The endothelial-cell-derived secreted factor Egfl7 regulates vascular
tube formation

管状结构对心血管功能极为重要。人们知道很多经典的血管生成因子间接影响血管
形成，但对血管形成在活体中是怎样调节的知之甚少。现在，研究发现，一个名为
EGFL7的分泌因子，在脊椎动物胚胎的脉管发育过程中参与管状结构的形成。EGFL7
似乎参与协调内皮细胞的细胞间相互作用和局部迁移，以确保主要血管的正确组
装。了解EGFL7及其信号通道被调节的方式，会使设计用来治疗与病理性血管生成
有关的疾病的新药成为可能，这些疾病包括癌症、肠胃炎、风湿性关节炎、关节炎
和增生性疾病等。（Letters, p, 754）

-----------------------------

特深沉

太厉害了!

天狼星

Nature 428: 6985
22 April 2004
===================================
[自然要览]

（选自英国Nature杂志，2004年4月22日出版）


封面故事：有机农业是否是今后的发展方向？（Organic farming: Is it the
future?）

纯粹的有机农业可能不是今后的发展方向。有机食品仍然是一种市场有限的产品，
由发达国家少数富裕的消费者购买。但有机农业思想中的某些元素正在被悄悄吸收
进主流农业中。在本期的News Features专栏中，Nature的记者们对这一趋势进行
了分析，记录了世界范围内有机农业的发展程度，并且指出了有机农业得到更广泛
采用所依赖的关键问题。本期封面所示为美国衣阿华州一块种植大豆的农田。（摄
影：Denny Eilers / Grant Heilman）（News Feature）


脊髓灰质炎疫苗不会引起艾滋病（Polio vaccine cleared）
Origin of AIDS: Contaminated polio vaccine theory refuted

世界卫生组织对最后6个脊髓灰质炎流行的国家在今年年底彻底消灭该疾病仍然表
示乐观。但去年后半年，当尼日利亚的三个州因害怕脊髓灰质炎疫苗有危险（是艾
滋病的一个致病原因）而暂停免疫计划时，在今年年底彻底消灭该疾病的努力受到
一次严重打击。在本期Nature上，Worobey等人所提供的及时证据，将使认为HIV-1
病毒传播给人类是因口服脊髓灰质炎疫苗受到污染的理论最终破产。（Brief
Communications, p.820）


Glopnet发表首批成果（The green economy）
The worldwide leaf economics spectrum

Glopnet的全称为Global Plant Trait Network，即“全球植物特性网络”，是一
个大型国际合作项目，其宗旨是积累关于在所有类型环境中的所有类型植物的数
据。该项目首批成果在本期Nature上发表。来自全世界2500个以上物种、175个地
点、代表所有主要生物群系的数据显示，植物“财富”很多是由它们在由“叶子经
济”构成的一个“频谱”上的位置决定的。在这个“频谱”一端的是“生长快、死
得早”的植物，投资回报速度快。它们的叶子中有很多养分，光合作用和呼吸速度
快，叶子寿命短，木质组织中的投入低。在这个“频谱”上更保守的另一端的是那
些投入更多资源用于生长叶子、在更长时间内回收投资成本的物种。“叶子经济”
的“频谱”将对植物与其环境之间以及植物彼此之间相互作用的很多奥秘做出解
释，也将对它们如何响应气候与土地利用的变化做出很多解释。（Article. p.
821）


木星上的气候变化（Jupiter: outlook changeable）
Prediction of a global climate change on Jupiter

我们不断听到关于地球上气候变化的消息，但在太阳系中其他地方，气候变化可能
也将要发生。受到90年代末木星上层大气中两个“白色卵形目标”突然消失的启
发，Philip Marcus等对木星上当前正在发生的事情做了数值模拟，预测到木星上
现在随时将发生剧烈气候变化，这种变化是一个周期为70年的气候变化周期的一部
分。木星上的平均温度有可能变化高达10摄氏度，业余天文工作者在地球上应能看
到木星上的风暴和新的“斑点”。（Letters, p. 828）


磁记忆装置的速度极限（Data processing: speed limit for magnetic
devices）
The ultimate speed of magnetic switching in granular recording media

只有当记忆装置能够越来越快地响应处理数据记录信号时，信息处理速度才会继续
加快。在一个磁记忆装置中，一个逻辑位的信息通过将某一个域的磁化矢量设置为
“上”或“下”来存储，通过磁场脉冲实现的所谓的“进动切换”，是两种状态间
最快的切换方式。Tudosa等人，为确定颗粒状记录介质中“进动切换”的速度极限
进行了研究。他们在利用“斯坦福线性加速器”所做的一个实验中，生成了能够生
成的最短（2.3乘10的负12次方秒）和最强的磁场脉冲。他们发现，铁磁序在这种
极端条件下被破坏，使得受控切换不可能进行，从而确定了可能达到的最高切换速
度应低于2.3乘10的负12次方秒。（Letters, p. 831; News and Views）


寄生虫之间的竞争（Parasite interactions: gut issue）
Competition and mutualism among the gut helminths of a mammalian host

不同寄生虫在决定寄生虫群落的形态中是否重要是一个长期存在争议的问题。现
在，这一争议被一个独特的实验解决了。在该实验中，研究人员每月从一个野兔种
群的肠道寄生虫中取样，研究工作连续进行了23年。所获数据显示了一个相互作用
网络，与共享有限资源的其他生态系统中的相互作用网络类似。群落中某一种寄生
虫的数量会对其他寄生虫产生有益的或有害的影响。由于野兔体内的线虫和绦虫群
落与有重要经济价值的食草动物体内的线虫和绦虫群落相似，因此对该系统所做的
研究对家畜管理有参考意义。更具体来说，寄生虫对驱虫药的抗药性越来越强，人
们对此很担心，因此，用一种良性寄生虫来减少更有害的寄生虫的数量，也许是控
制寄生虫病流行的一种替代办法。（Letters, p. 840）


群居昆虫生殖任务的分担（Social insects: all pull together）
Tug-of-war over reproduction in a social bee

演化过程中的一个重要变化是当独居生物聚在一起、形成有生殖分工的社会群体时
出现的。人们提出若干理论来解释这种社会群体有可能是怎样通过自然选择来演化
的，但这一领域却难以得到实验数据。现在，用一种群居蜜蜂（澳大利亚
Allodapine蜂）作为模型，Langer等人对被预测会影响“生殖偏离”的演化的关键
的生态、遗传和社会属性进行了人工操纵。所谓“生殖偏离”，是指在有多个种虫
（在群体中的作用相当于种畜）的群体中生殖任务的分担。研究结果支持所谓的
“拔河模型”，在该模型中，居支配地位和居从属地位的个体都通过自私的竞争影
响生殖的分工，但都要在使群体生产力最大化和使它们自己的直接生殖份额最大化
之间保持一个平衡。研究数据不支持另一种解释，即在一种“社会合同”中，居支
配地位的个体若将部分生殖任务让给居从属地位的个体将会对自己有利，这样可以
继续得到后者的帮助。（Letters, p. 844）


树木可以长多高？（Tree growth: tall story）
The limits to tree height

树木可以长多高？决定它们最大高度的是什么？生物学家很多年来一直在问这些问
题。为寻找答案，Koch等人曾爬上地球上最高的树、加州北部潮湿的温带森林中的
红木树对其进行研究。在这些树的树顶上，他们发现了反映一定程度的缺水状况的
叶子，与在极端沙漠条件下的植物上所看到的叶子相似。尽管土壤水分充足，但重
力和路径长度阻力是这种高度叶子扩展和光合作用的可能的限制因素。在本研究中
研究人员所爬过的树中有所谓的“同温层巨人”，高度为112.7米，是地球上已知
最高的树。这棵树也许还能再长高一些，因为该研究所得到的树木可能长到的最大
高度是122-130米。（Letters, p. 851; News and Views）


可长到成年的孤雌生殖的小鼠（Of mice and women）
Birth of parthenogenetic mice that can develop to adulthood

一些昆虫和爬行动物可通过孤雌生殖进行繁殖，即未受精的卵保持两组染色体，并
像已经受精一样开始发育，无需雄性的参与。然而，在哺乳动物中，成功的孤雌生
殖被认为几乎是不可能的。以小鼠为例，一个电刺激或化学刺激可诱导孤雌生殖，
但所得到的胚胎在受孕的第10天即死亡。所以，本期Nature关于可长到成年的孤雌
生殖小鼠的出生的报道，至少可以说是让人吃惊的。第一个孤雌生殖的小鼠幼仔
"Kaguya"长成一个健康的成年雌鼠，并且能够正常生殖。这一奇迹的关键是一个基
因敲出，影响卵母细胞供体的H19基因，这种做法好像是绕过了对父方基因的需
求。（Letters, p. 860; News and Views）


合成基因电路的应用（A view to a kill）
Programmed population control by cell–cell communication and regulated
killing

引入到质体上的细菌中的合成基因电路，有可能制造出人工合成生物体系，它们具
有其所对应的更复杂的自然生物体系所具有的某些特征，但其结构要简单一些，对
其操纵和研究要容易一些。本期Nature介绍了一个有趣的例子。一个合成基因电路
被设计用来使大肠杆菌生长成细胞浓度低于自然情况的群体。这种种群数量控制电
路利用了来自海洋细菌Vibrio fischeri的“合法数量传感”（quorum sensing）
通道中的成分。一个小的可扩散内酯分子的积累被一个调节基因检测到，该现象诱
导一个“杀手基因”去引起细胞死亡，从而限制细胞数量。该基因电路的作用相当
于一个小型的“细胞程序死亡”装置，将由通信调节的生长和死亡的概念引进合成
生态系统中。（Letters, p. 868）

金错刀

Nature 428: 6986
29 April 2004
===================================
[自然要览]

（选自英国Nature杂志，2004年4月29日出版）


封面故事：内耳中的纤毛细胞
Cadherin 23 is a component of the tip link in hair-cell stereocilia /
Mutations in cadherin 23 affect tip links in zebrafish sensory hair
cells

内耳中的纤毛细胞（见封面图片）是非常灵敏的机械传感器，可探测到最安静声音
的最小运动，并将其转换成电化学信号。这其中所涉及的分子机制我们还不是很了
解。Cadherin 23是一种有可能在这一过程中扮演某种角色的分子，研究人员已发
现它是小鼠和人类的一种“耳聋”基因的产物，并且还与Usher综合症（致聋和致
盲的一个主要原因）有联系。现在，研究发现，Cadherin 23是“尖部联系”（tip
links）的一个主要部分。所谓“尖部联系”，是指连接相邻纤毛细胞的“硬纤
毛”的细丝，被认为是声音感知所需的离子通道的门户。另一项研究工作证实，
Cadherin 23基因所发生的突变，影响斑马鱼起传感作用的纤毛细胞中的“尖部联
系”。（Letters, pp. 950, 955; News and Views）


专家说美国“干净核武器”计划不可靠（Bunker-busting mentality）
Dreaming of clean nukes
美国国防部“国防科学局”最近的一份报告提出，要制造新一代核武器，这种核武
器可以最小的连带损坏和很少或几乎为零的辐射尘埃污染摧毁地下设施。该提议受
到很多批评。Michael A. Levi也持批评态度，他在本期Nature的“评论”文章中
指出，如果把评估设计新型传统大规模杀伤性武器时所用的同样严格的标准用来评
估这些“干净核武器”，那么后者将会通不过评估。（Commentary, p. 892）


观鲸活动与鲸的数量（Whale-watchers: in for the killer）
Environment: Whale-call response to masking boat noise

“观鲸”在华盛顿州的沿海地带、尤其是在圣胡安岛周围成为一项越来越受欢迎的
休闲活动。最吸引人的是逆戟鲸或称杀人鲸，是海豚科动物中最大的成员。在过去
10年里，鲸的数量有所减少，而与此同时观鲸活动却急剧增加，华盛顿州鱼类与野
生动物部最近建议将逆戟鲸列为一种脆弱物种。一般在白天的时候，由20只或更多
船只组成的船队会追逐成群的逆戟鲸。于是，有人怀疑，由这些船只产生的噪音也
许是造成鲸的数量下降的原因之一，因为这种噪音会干扰鲸群的通信信号。但从研
究结果来看，逆戟鲸似乎能够克服由船只噪音的干扰给它们带来的困难。现在，对
圣胡安岛周围水域中的逆戟鲸的发声行为所做的长期监测表明，它们已经形成了一
种有效的抗屏蔽办法。增加呼叫的持续时间是克服来自背景噪音干扰的一种方法，
几年前，当观鲸船只的数量达到一个临界水平时，这些鲸似乎就已经开始采用较长
的呼叫时间了。（Brief Communications, p. 910）


有机薄膜电子装置的发展（Thin-film electronics: organic growth）
The path to ubiquitous and low-cost organic electronic appliances on
plastic

基于有机薄膜材料的电子装置正在迅速成为一种日常技术。基于活性有机薄膜材料
的装置，最有名的是几种移动电子装置的显示屏，已经进入了市场。不久，新一代
超低成本、轻便灵活的电子装置将会问世，来完成传统上用基于硅等传统半导体材
料的非常昂贵的设备来完成的任务。Stephen R. Forrest对这一领域的最新进展进
行了评述，重点是有机电子和光子领域的制造方法。（Review Article, p. 911）


研究双脉冲星体系的一个几何模型（Two pulsars are better than one）
The geometry of the double-pulsar system J0737–3039 from systematic
intensity variations

去年12月，Nature上的一篇研究报告宣布发现了脉冲星PSR J0737-3039，与看起来
像是一颗中子星的恒星成对出现。一个月后，当来自澳大利亚Parkes天文望远镜的
数据被重新分析时，研究人员发现该中子星实际上是另一颗脉冲星。所以这是第一
个已知的双脉冲星体系，现在的名称是J0737-3039 A and B。预计这两颗绕彼此运
行的脉冲星会为了解关于脉冲星发射物理学的更多情况提供极好的机会。但是，研
究人员首先需要一个几何模型作为参照点。Jenet 和Ransom提出了这样一个模型。
他们的模型基于标准脉冲星发射几何，同时假设当被来自“脉冲星A”的脉冲束照
射时，“脉冲星B”的强度有很大增加。该模型提供了大量可检验的预测，这些预
测的结果将显示更多关于这一迷人体系的情况。（Letters, p. 919; News and
Views）


太阳系形成前星云中的硅酸盐颗粒（Silicates from the presolar nebula）
Stardust silicates from primitive meteorites

太阳系形成前的颗粒是来自冷凝后形成太阳系的分子云的微小尘埃颗粒，保存在偶
尔作为“原始”陨石落到地球上的小行星的碎片中。自从它们首次于1987年被发现
以来，太阳系形成前的颗粒曾被发现含有各种各样的碳衍生物和氧化物，但不含太
阳系形成前的硅酸盐。这也许很奇怪，因为硅酸盐在太阳系形成前的分子云中本应
当很丰富。但考虑到分离太阳系形成前的颗粒的传统方法会将其中存在的所有硅酸
盐溶解时，这中现象也就不是很奇怪了。现在，研究人员利用一种新型离子显微镜
技术，在两块“原始”陨石中发现了太阳系形成前的硅酸盐。这些硅酸盐的含量约
3-30 ppm，远远高于除金刚石以外的其他太阳系形成前的颗粒的含量，这与它们在
早期太阳系中普遍存在的事实是一致的。（Letters, p. 921; News and Views）


将碳纳米管用于原子操纵的新技术（Nanotransport: use the tube）
Carbon nanotubes as nanoscale mass conveyors

寻找纳米技术工作者所需的能够在原子尺度进行操纵的工具的研究工作，一直以扫
描隧道显微镜和原子力显微镜为中心。这两种工具在处理已经到位的原子时是可以
的，但不能将原子引入工作区域。那么试试这种“碳纳米管传送带”吧：通过将一
个电压施加到悬浮的碳纳米管上，Regan等人能够以一种可控的、可逆的方式使金
属铟沿这些纳米管移动。这种新型纳米输送体系与半导体行业所用的传统电迁移技
术有一些共同特点。碳纳米管已在扫描探针显微镜中用作针头，所以存在这么一种
可能性：扫描探针的原子操纵能力也许可以与一种纳米输送体系结合起来。
（Letters, p. 924）


鳕鱼生命史的演化性变化（Cod stocks: living dangerously）
Maturation trends indicative of rapid evolution preceded the collapse of
northern cod

上世纪80年代末和90年代初加拿大拉布拉多和纽芬兰沿岸鳕鱼资源的崩溃是渔业历
史上最严重的事件之一。1992年，加拿大政府关闭了鳕鱼场，实施了目前仍然有效
的暂缓捕捞令。即使如此，鳕鱼种群数量仍然处于最低水平。新的统计方法曾被用
来揭开鳕鱼数量下降背后的原因。其中一个使得问题如此严重的因素似乎是由捕捞
作业中极高的死亡率造成的鳕鱼生命史的演化性变化。鳕鱼是在较小的年龄和较小
的尺寸时开始成熟的，正如生命史理论所预测的那样，这种鱼不留下很多后代。这
是让人感到悲观的事实。但也有值得人们乐观的一面：有迹象表明，鳕鱼成熟的时
间表正在开始恢复。而且，这一新的统计方法可被用来提醒渔业管理人员，在一种
鱼的种群数量开始下降之前就意识到其生命史的变化。（Letters, p. 932; News
and Views）


发育很快的“穴居人”（Neanderthals: life in the fast lane）
Surprisingly rapid growth in Neanderthals

原始人类寿命的延长（通常与牙齿生长速度较慢相关）被认为与死亡率的降低和大
脑尺寸的增加是同步发展的。对牙冠生长速度所做的测定表明，现代人类发育速度
要比原始人类（Homo antecessor 和 Homo heidelbergensis）慢。但对“穴居
人”（Neanderthals）牙齿生长所做的一项新的研究却得出一个让人吃惊的结果。
肌肉与我们相似的近亲“穴居人”牙齿生长速度非常快，快于前面提到的所有原始
人种。尽管有一个大的脑子，但“穴居人”的发育期相对较短。这使得它们成为一
种特点明显的原始人种，适应了当地的自然条件，在那里，高热量饮食和高代谢速
度能够保证身体快速生长，还能够支持一个大的脑子。（Letters, p. 936; News
and Views）


雌性在“精子战”中的作用（Sperm wars）
Sperm death and dumping in Drosophila

不同雄性的精子经常相互竞争，来争取使雌性卵子受精的机会。精液和精子都会影
响这种竞争，其方式是杀死或除掉竞争对手的精子，而雌性被认为在这一过程中也
扮演一个活跃的角色，但她们是怎样扮演这种角色的却不清楚。现在，用果蝇所做
的研究证实，雌性的确影响父子关系，其影响方式是“排泄精子”。研究人员在实
验中所用的是经过基因改造的雄果蝇，它们要么不射精，要么只产生无精子的精
液。研究人员想用这种方法来证明雌性在交配过程中释放其体内存储的精子。雄性
可能会引起所存储的精子排出来，或雌性可能会有所区别地将来自前一次交配中的
精子射出来。但没有证据支持一个普遍假设：精液能杀死竞争对手的精子。
（Letters, p. 939）


有自然选择压力的基因的筛选（Natural selection: pressure points）
Detecting selection using a single genome sequence of M. tuberculosis
and P. falciparum

关于自然选择的研究往往是采用比较的方法：通过比较不同个体或物种中同源核苷
序列来识别被选择的基因。一种基于密码子不稳定性的新的研究方法，允许对整个
一个基因组进行扫描，来寻找那些相对于整个基因组来说氨基酸取代压力明显更大
或更小的基因。如果一个基因含有许多有氨基酸取代压力的官能团，那么这些官能
团上所产生的密码子平均将会表现出更高的不稳定性，因为它们的祖先密码子为不
同氨基酸编码。这种方法通过对“分支杆菌”（M. tuberculosis）和“疟原虫”
（P. falciparum）的整个基因组中每个基因上的选择性的相对强度进行编目得到
了验证。分析证实，“分支杆菌”中的多数抗原和“疟原虫”中的细胞粘附性表面
蛋白，处在进行氨基酸取代的很强的选择压力下。但此项研究也发现了很多性质不
明的蛋白，它们在以上每一种病原体中也受到强大的选择压力。这种估计选择压力
的方法所需数据要比比较序列的分析方法所需数据少得多，可很容易应用于大量不
同的已经测序的生物。（Letters, p. 942）

[此贴子已经被作者于2004-5-1 9:01:00编辑过]

天狼星

Nature 428: 6986
29 April 2004
===================================
[自然要览]

（选自英国Nature杂志，2004年4月29日出版）


封面故事：内耳中的纤毛细胞
Cadherin 23 is a component of the tip link in hair-cell stereocilia /
Mutations in cadherin 23 affect tip links in zebrafish sensory hair
cells

内耳中的纤毛细胞（见封面图片）是非常灵敏的机械传感器，可探测到最安静声音
的最小运动，并将其转换成电化学信号。这其中所涉及的分子机制我们还不是很了
解。Cadherin 23是一种有可能在这一过程中扮演某种角色的分子，研究人员已发
现它是小鼠和人类的一种“耳聋”基因的产物，并且还与Usher综合症（致聋和致
盲的一个主要原因）有联系。现在，研究发现，Cadherin 23是“尖部联系”（tip
links）的一个主要部分。所谓“尖部联系”，是指连接相邻纤毛细胞的“硬纤
毛”的细丝，被认为是声音感知所需的离子通道的门户。另一项研究工作证实，
Cadherin 23基因所发生的突变，影响斑马鱼起传感作用的纤毛细胞中的“尖部联
系”。（Letters, pp. 950, 955; News and Views）


专家说美国“干净核武器”计划不可靠（Bunker-busting mentality）
Dreaming of clean nukes
美国国防部“国防科学局”最近的一份报告提出，要制造新一代核武器，这种核武
器可以最小的连带损坏和很少或几乎为零的辐射尘埃污染摧毁地下设施。该提议受
到很多批评。Michael A. Levi也持批评态度，他在本期Nature的“评论”文章中
指出，如果把评估设计新型传统大规模杀伤性武器时所用的同样严格的标准用来评
估这些“干净核武器”，那么后者将会通不过评估。（Commentary, p. 892）


观鲸活动与鲸的数量（Whale-watchers: in for the killer）
Environment: Whale-call response to masking boat noise

“观鲸”在华盛顿州的沿海地带、尤其是在圣胡安岛周围成为一项越来越受欢迎的
休闲活动。最吸引人的是逆戟鲸或称杀人鲸，是海豚科动物中最大的成员。在过去
10年里，鲸的数量有所减少，而与此同时观鲸活动却急剧增加，华盛顿州鱼类与野
生动物部最近建议将逆戟鲸列为一种脆弱物种。一般在白天的时候，由20只或更多
船只组成的船队会追逐成群的逆戟鲸。于是，有人怀疑，由这些船只产生的噪音也
许是造成鲸的数量下降的原因之一，因为这种噪音会干扰鲸群的通信信号。但从研
究结果来看，逆戟鲸似乎能够克服由船只噪音的干扰给它们带来的困难。现在，对
圣胡安岛周围水域中的逆戟鲸的发声行为所做的长期监测表明，它们已经形成了一
种有效的抗屏蔽办法。增加呼叫的持续时间是克服来自背景噪音干扰的一种方法，
几年前，当观鲸船只的数量达到一个临界水平时，这些鲸似乎就已经开始采用较长
的呼叫时间了。（Brief Communications, p. 910）


有机薄膜电子装置的发展（Thin-film electronics: organic growth）
The path to ubiquitous and low-cost organic electronic appliances on
plastic

基于有机薄膜材料的电子装置正在迅速成为一种日常技术。基于活性有机薄膜材料
的装置，最有名的是几种移动电子装置的显示屏，已经进入了市场。不久，新一代
超低成本、轻便灵活的电子装置将会问世，来完成传统上用基于硅等传统半导体材
料的非常昂贵的设备来完成的任务。Stephen R. Forrest对这一领域的最新进展进
行了评述，重点是有机电子和光子领域的制造方法。（Review Article, p. 911）


研究双脉冲星体系的一个几何模型（Two pulsars are better than one）
The geometry of the double-pulsar system J0737–3039 from systematic
intensity variations

去年12月，Nature上的一篇研究报告宣布发现了脉冲星PSR J0737-3039，与看起来
像是一颗中子星的恒星成对出现。一个月后，当来自澳大利亚Parkes天文望远镜的
数据被重新分析时，研究人员发现该中子星实际上是另一颗脉冲星。所以这是第一
个已知的双脉冲星体系，现在的名称是J0737-3039 A and B。预计这两颗绕彼此运
行的脉冲星会为了解关于脉冲星发射物理学的更多情况提供极好的机会。但是，研
究人员首先需要一个几何模型作为参照点。Jenet 和Ransom提出了这样一个模型。
他们的模型基于标准脉冲星发射几何，同时假设当被来自“脉冲星A”的脉冲束照
射时，“脉冲星B”的强度有很大增加。该模型提供了大量可检验的预测，这些预
测的结果将显示更多关于这一迷人体系的情况。（Letters, p. 919; News and
Views）


太阳系形成前星云中的硅酸盐颗粒（Silicates from the presolar nebula）
Stardust silicates from primitive meteorites

太阳系形成前的颗粒是来自冷凝后形成太阳系的分子云的微小尘埃颗粒，保存在偶
尔作为“原始”陨石落到地球上的小行星的碎片中。自从它们首次于1987年被发现
以来，太阳系形成前的颗粒曾被发现含有各种各样的碳衍生物和氧化物，但不含太
阳系形成前的硅酸盐。这也许很奇怪，因为硅酸盐在太阳系形成前的分子云中本应
当很丰富。但考虑到分离太阳系形成前的颗粒的传统方法会将其中存在的所有硅酸
盐溶解时，这中现象也就不是很奇怪了。现在，研究人员利用一种新型离子显微镜
技术，在两块“原始”陨石中发现了太阳系形成前的硅酸盐。这些硅酸盐的含量约
3-30 ppm，远远高于除金刚石以外的其他太阳系形成前的颗粒的含量，这与它们在
早期太阳系中普遍存在的事实是一致的。（Letters, p. 921; News and Views）


将碳纳米管用于原子操纵的新技术（Nanotransport: use the tube）
Carbon nanotubes as nanoscale mass conveyors

寻找纳米技术工作者所需的能够在原子尺度进行操纵的工具的研究工作，一直以扫
描隧道显微镜和原子力显微镜为中心。这两种工具在处理已经到位的原子时是可以
的，但不能将原子引入工作区域。那么试试这种“碳纳米管传送带”吧：通过将一
个电压施加到悬浮的碳纳米管上，Regan等人能够以一种可控的、可逆的方式使金
属铟沿这些纳米管移动。这种新型纳米输送体系与半导体行业所用的传统电迁移技
术有一些共同特点。碳纳米管已在扫描探针显微镜中用作针头，所以存在这么一种
可能性：扫描探针的原子操纵能力也许可以与一种纳米输送体系结合起来。
（Letters, p. 924）


鳕鱼生命史的演化性变化（Cod stocks: living dangerously）
Maturation trends indicative of rapid evolution preceded the collapse of
northern cod

上世纪80年代末和90年代初加拿大拉布拉多和纽芬兰沿岸鳕鱼资源的崩溃是渔业历
史上最严重的事件之一。1992年，加拿大政府关闭了鳕鱼场，实施了目前仍然有效
的暂缓捕捞令。即使如此，鳕鱼种群数量仍然处于最低水平。新的统计方法曾被用
来揭开鳕鱼数量下降背后的原因。其中一个使得问题如此严重的因素似乎是由捕捞
作业中极高的死亡率造成的鳕鱼生命史的演化性变化。鳕鱼是在较小的年龄和较小
的尺寸时开始成熟的，正如生命史理论所预测的那样，这种鱼不留下很多后代。这
是让人感到悲观的事实。但也有值得人们乐观的一面：有迹象表明，鳕鱼成熟的时
间表正在开始恢复。而且，这一新的统计方法可被用来提醒渔业管理人员，在一种
鱼的种群数量开始下降之前就意识到其生命史的变化。（Letters, p. 932; News
and Views）


发育很快的“穴居人”（Neanderthals: life in the fast lane）
Surprisingly rapid growth in Neanderthals

原始人类寿命的延长（通常与牙齿生长速度较慢相关）被认为与死亡率的降低和大
脑尺寸的增加是同步发展的。对牙冠生长速度所做的测定表明，现代人类发育速度
要比原始人类（Homo antecessor 和 Homo heidelbergensis）慢。但对“穴居
人”（Neanderthals）牙齿生长所做的一项新的研究却得出一个让人吃惊的结果。
肌肉与我们相似的近亲“穴居人”牙齿生长速度非常快，快于前面提到的所有原始
人种。尽管有一个大的脑子，但“穴居人”的发育期相对较短。这使得它们成为一
种特点明显的原始人种，适应了当地的自然条件，在那里，高热量饮食和高代谢速
度能够保证身体快速生长，还能够支持一个大的脑子。（Letters, p. 936; News
and Views）


雌性在“精子战”中的作用（Sperm wars）
Sperm death and dumping in Drosophila

不同雄性的精子经常相互竞争，来争取使雌性卵子受精的机会。精液和精子都会影
响这种竞争，其方式是杀死或除掉竞争对手的精子，而雌性被认为在这一过程中也
扮演一个活跃的角色，但她们是怎样扮演这种角色的却不清楚。现在，用果蝇所做
的研究证实，雌性的确影响父子关系，其影响方式是“排泄精子”。研究人员在实
验中所用的是经过基因改造的雄果蝇，它们要么不射精，要么只产生无精子的精
液。研究人员想用这种方法来证明雌性在交配过程中释放其体内存储的精子。雄性
可能会引起所存储的精子排出来，或雌性可能会有所区别地将来自前一次交配中的
精子射出来。但没有证据支持一个普遍假设：精液能杀死竞争对手的精子。
（Letters, p. 939）


有自然选择压力的基因的筛选（Natural selection: pressure points）
Detecting selection using a single genome sequence of M. tuberculosis
and P. falciparum

关于自然选择的研究往往是采用比较的方法：通过比较不同个体或物种中同源核苷
序列来识别被选择的基因。一种基于密码子不稳定性的新的研究方法，允许对整个
一个基因组进行扫描，来寻找那些相对于整个基因组来说氨基酸取代压力明显更大
或更小的基因。如果一个基因含有许多有氨基酸取代压力的官能团，那么这些官能
团上所产生的密码子平均将会表现出更高的不稳定性，因为它们的祖先密码子为不
同氨基酸编码。这种方法通过对“分支杆菌”（M. tuberculosis）和“疟原虫”
（P. falciparum）的整个基因组中每个基因上的选择性的相对强度进行编目得到
了验证。分析证实，“分支杆菌”中的多数抗原和“疟原虫”中的细胞粘附性表面
蛋白，处在进行氨基酸取代的很强的选择压力下。但此项研究也发现了很多性质不
明的蛋白，它们在以上每一种病原体中也受到强大的选择压力。这种估计选择压力
的方法所需数据要比比较序列的分析方法所需数据少得多，可很容易应用于大量不
同的已经测序的生物。（Letters, p. 942）

天狼星

===================================
Nature 429: 6987
06 May 2004
===================================
[自然要览]

（选自英国Nature杂志，2004年5月6日出版）


封面故事：胰腺干细胞是否存在？

成年干细胞在骨髓和其他人体器官中的发现，使人们对干细胞疗法的潜力更加感兴
趣。干细胞疗法的一个主要应用目标是糖尿病中的b-细胞取代。间接证据显示，有
可能存在胰腺干细胞，但尚未非常明确地识别出这种细胞。之所以这样，可能是有
原因的。现在，用小鼠所做的详细的血统追踪研究（这是一种比组织学技术更严格
的测试方法）显示，预先存在的胰腺b-细胞（而不是干细胞）发生分裂，提供成年
个体中的新b-细胞。乍看起来，这对干细胞疗法研究似乎是不利的，但它却突出反
映了也许可采取某种措施让原位分异的b-细胞自己复制的可能性。本期封面所示为
一个胰腺管（绿色），有胰岛（红色）和核（蓝色）。（Article, p. 41; News
and Views）


AGN中心结构的观测（VLT gets close to the action）

“活动星系核”（AGN）是某些星系中极亮的核，被认为由落入星系中心一个超大
黑洞中的气体提供燃料。间接证据表明，这些黑洞的一部分包裹在一个由气体和尘
埃组成的厚厚的圆环面结构中，这个结构就像一个油炸面圈形状的气体和尘埃云。
此前，没有一个天文望远镜能够分辨这样一种结构。欧洲南方天文台的“甚大天文
望远镜”（VLT）可将来自两个天文望远镜的光线结合起来，在非常小的尺度上获
得此项观测任务所需的信息。观测显示，在NGC 1068（原始的AGN）中心的尘埃圆
环面原来是一个比较热的（320 K）的致密结构，直径约几个光年，它阻断了我们
的视线，使我们无法看到该星系最里面的活动区域。（Letters, p. 47; News and
Views）


大分子多孔超薄薄膜的一步合成（Polymer precision）

含有一个由常规分子空间构成的模板的聚合物薄膜，有可能使聚合物的精确合成成
为可能。Serizawa等人本期报告了大分子多孔超薄薄膜的一步合成方法，这种薄膜
在甲基丙烯酸盐单体的聚合过程中可成功转移结构信息。这一过程让我们想起了在
天然酶中发现的在纳米尺度空间中发生的双分子的聚合反应。该方法如果扩展到更
大尺度，有可能帮助将具有精确结构的聚合物用在一系列技术应用中。（Letters,
p. 52）


全球气候的确在变暖（Global warming: model answers）

一个使人们对气候模型的有效性产生怀疑、对根据这些模型的预测结果制订政策的
做法是否正确产生怀疑的矛盾终于解决了。现在，有一个近乎普遍的共识（甚至在
对气候变化持怀疑态度的人中也是如此），即地球表面的温度在上升。这种变暖基
本上可由大气中温室气体（主要是二氧化碳）的增加来解释。但根据气候模型，如
果地表变暖，下层大气（对流层）也一定在变暖，而20年的卫星测量结果没有发现
对流层变暖的证据。现在，研究人员找到对这种偏差的一种解释。由测量卫星的探
测器接收到的微波信号中有相当一部分来自同温层，这一层大气在最近几十年来因
温室气体的隔热效应一直在变冷。如果将同温层的贡献扣除，就会发现对流层在以
与地表变暖一致的速度变暖。（Letters. p. 55）


对火星与地球的地幔铁含量差异的解释（Mars and Earth: ironing out the
differences）

火星与地球历史中的一个重要事件是一个富含铁的地核和一个硅酸盐地幔的形成，
这是一个被认为在深层岩浆中发生的分异过程。迄今为止，关于地核形成的模型无
法解释这两个有陆地的行星之间的这一明显差别：火星地幔的铁含量远远高于地球
地幔。现在，对氧在铁合金中的溶解度所做的新的研究显示，两个行星有可能是从
同样的散状组成中形成的。在地球上，氧溶解在形成地核的液体金属中，导致地幔
中铁和氧丢失。在火星上，较低的温度意味着，氧在金属中的溶解度较低，地幔的
铁含量仍然较高。（Letters, p. 58; News and Views）


金枪鱼和尖吻鲭鲨擅长游泳的奥秘（Evolution: tunas act mako）

金枪鱼和尖吻鲭鲨的体形代表着高水平游泳的生物机械设计的一种极端情况。最近
的研究工作显示了大量独特的运动适应特征，这些特征使得金枪鱼有别于其他有骨
鱼，但人们对尖吻鲭鲨的运动体系却知之甚少，其原因是可以理解的：行踪不定
的、危险的大型捕食动物不容易进行研究。现在，利用美国斯克里普斯海洋研究所
的大量设施，研究人员得以从活生生的、正在游泳的尖吻鲭鲨身上收集定量数据。
研究发现，在金枪鱼和尖吻鲭鲨这两种亲缘关系很远的鱼类之间存在一个演化上的
汇聚点，这个汇聚点绝不是表面上的，而是达到了需氧肌肉的组织和推进运动的机
械基础这样的深度。（Letters, p. 61; News and Views）


父辈交配成功对雌雄后代的不同影响（Good mate, sad sister）

性别冲突理论预测，雌性对高遗传质量的雄性的偏好导致“儿子”的适应性增强，
“女儿”的适应性降低。现在，研究人员从对蟋蟀（Allenomobius socius）所做
的实验中，获得了对认为选择“优良基因”对后代有好有坏的观点的支持。“父
亲”的交配成功在遗传上对其“儿子”的交配成功产生正面影响，对其“女儿”的
生殖成功产生负面影响。（Letters, p. 65）


用笼养大鼠作为研究模型受到质疑（Lab rats think outside the box）

对在标准的实验室笼子中饲养、然后转移到较自然环境中的大鼠的行为所做的新的
观察研究，也许会给神经生物学家一些思索。啮齿类是神经科学研究的一种常用动
物模型，研究人员利用该模型已经获得了关于中央感官系统中感觉信号的处理及可
塑性的大量知识。这些研究中很多强调感觉环境在决定感官系统中的作用，但“正
常的”感觉信号处理几乎总是在笼子中饲养的动物身上研究的，对这些动物的感觉
运动刺激、认知刺激和社会刺激极少。面对一个“自然的”生活环境，实验室大鼠
表现出一系列在笼子中不可能表现出来的先天行为。对脑活动所做的一系列测定表
明，这种经历会改变大鼠皮层中的感觉图。这一结果说明成年大鼠神经皮层中有未
曾料到的可塑性，也对用笼养大鼠的皮层作为研究正常人类皮层的一种模型的价值
提出了疑问。（Letters, p. 67）


心肌梗塞的遗传原因（Cardiac risk factors）

心肌梗塞是心脏病的一个主要死因。人们对易患心肌梗塞的遗传基础尚不很清楚。
然而最近完成的一项遗传关联研究将淋巴毒素-阿尔法的突变与心肌梗塞联系了起
来。现在，一项后续研究发现， galectin-2蛋白的缺陷也会导致心肌梗塞，而
galectin-2蛋白与淋巴毒素-阿尔法是结合在一起的。这样，我们便了解了淋巴毒
素-阿尔法的突变与心肌梗塞之间的联系背后的机制。（Letters, p. 72）


细菌的NOS的作用（NO contest: signalling verses biosynthesis）

氮氧化物在哺乳动物的细胞信号作用和免疫响应中发挥重要功能，当基因组测序研
究显示细菌同哺乳动物一样也存在“氮氧化物合成酶”（NOS）时，似乎可以说，
氮氧化物在细菌中也可能扮演类似角色。但一项新的研究表明，细菌的NOS有一种
完全不同的功能。在植物病原体Streptomyces turgidiscabies中，一种NOS同源体
的主要作用是硝化二级代谢物。令人吃惊的是，哺乳动物的氮氧化物信号作用和细
菌的生物合成硝化似乎有一个共同的演化起源。（Letters, p. 79）


细胞怎样感觉和响应机械力？（Cells under pressure: space research）

物理性的力调节从骨头生长到动脉硬化症等很多生物过程，但细胞是怎样感觉和响
应这种力的却是一个谜。对人类支气管上皮细胞所做的一项研究显示，这些上皮细
胞将生长因子分泌到细胞外的空间中，在那里，它们结合到同一细胞上的受体上。
当物理性的力使细胞间的空间缩小时，一种配体的有效浓度上升，受体刺激也增
加。这种类型的对压力敏感的配体/受体环，也许可解释机械力对细胞和组织的许
多已知效应。（Letters, p. 83）