本期《自然》《科学》精选

　　

生物通综合：

8月10日Nature

封面故事：5亿年前的动物胚胎化石？

保存非常好的、距今已有5亿年的动物胚胎化石（里面嵌入了磷酸钙，外面也包裹了一层磷酸钙）引起人们很大兴趣，因为它们可能含有关于动物演化一个关键阶段的发育过程的宝贵信息。 这些化石尺寸很小，这使得人们难以对它们进行研究，但一种新开发的方法可以让科学家恢复以前无法接触到的结构细节。这种新方法要用到利用一个同步加速器X-射线光源进行亚微米尺度的断层分析，它被用来解决化石形成过程中的一些极端问题。关于已知最早的两侧对称动物胚胎Markuelia 和 Pseudooides的微型化石的内部解剖结构的引人注目的数据，澄清了关于前者发展史的某些疑问，并且显示了关于后者发育过程的一个以前未知的模型。本期封面所示为一个Markuelia胚胎的一系列虚拟切片，它们既显示了这种动物的胚胎特征，也显示了其死后特征。

可提高水稻抗涝性能的基因

在很多亚洲国家，由于洪水损毁水稻作物而导致巨大的经济损失。大多数水稻栽培品种会在完全浸在水中后一周内死亡，但也有一些品种能在水下生存几个星期时间，这是由于它们有一个较大的定量特性基因位点，被称为Submergence 1 (Sub1)，其位置在第9号染色体的着丝点附近。现在，对 Sub1基因所做的一项详细研究发现，其中的一个基因Sub1A是水稻抗浸没性能的主要决定因子。将Sub1A引入一种在亚洲广泛栽培的水稻品种中，可提高其在洪水条件下的存活率，而不需要以牺牲其高产量和其他优点为代价。

小鼠鼻子中的第二套嗅觉受体

研究人员在小鼠鼻子中发现了第二套嗅觉受体，其中包括一些可能探测信息素、因而也许与交配有关的嗅觉受体。这些受体的基因也存在于鱼类和人类中，这让我们看到这样一个可能性：一种人类信息素受体可能很快将被发现。新发现的与痕量胺相关的受体（TAAR）存在于鼻腔内层中一组独特的细胞表面上，与探测气味的受体分子明显不同。 至少有三种不同的TAAR识别小鼠尿液中的不同化合物，这说明它们在探测个体间微妙的化学信息中可能扮演一个角色。


“刺胞动物”与两侧对称动物的Hox基因

从昆虫到人类的两侧对称动物的身体主轴，是在名为Hox的同一组基因的指示下形成的。了解Hox基因的演化及相关的ParaHox基因，需要关于在更为古老的动物类别中的Hox基因的互补基因的知识。Chourrout等人研究了这样两种动物中的Hox基因，它们分别是“刺胞动物”Nematstella 和 Hydra， 是在距今6亿年前出现的。虽然这些生物具有与两侧对称动物的前部Hox基因群相应的基因，但这些Hox基因的其余部分却有独立起源的迹象。该研究还表明，假设中的ProtoHox祖先基因群有一个简单的起源，即起源于仅仅两个基因。经过广泛的基因复制后，“刺胞动物”和两侧对称动物的Hox基因群遵从了独立的演化轨迹，得到了不同的结局。

Card9蛋白与先天免疫性的关系

我们很不了解的Card9蛋白（在结构上与先天免疫系统中所涉及的Carma蛋白相关）存在于包括血液淋巴细胞和脾脏在内的各种不同组织中。现在，Card9被发现控制一种以前不知道的、具有抗菌活性的先天免疫通道。Card9与Dectin-1发生相互作用，后者是哺乳动物先天免疫系统探测真菌的主要模式识别受体。该结果表明，先天和适应性免疫系统在演化上截然不同的ITAM受体，都通过对上游适应子的不同使用来选择性地结合保留下来的Bcl10/Malt1信号作用模块。


IT皮质中的神经活动与物体识别相关

在灵长类动物大脑皮层中一个被称为下颞叶皮质(IT)的区域所进行的直接电生理记录和fMRI扫描实验表明，该区域选择性地对高度复杂的视觉刺激（如面部特征）做出响应，从而导致这样一个假设：大脑中这个区域与物体识别有关。现在，研究人员获得了该假设的直接证据，因为他们发现了面部选择神经元与面部识别之间的一个直接联系。 IT皮质中面部选择神经元的微弱电刺激，会导致猴子关于面部类别的决定发生一个严重偏差。除了将 IT皮质中的神经活动与物体识别联系起来外，这项研究工作还为今后进行关于物体形状的神经编码的研究搭建了舞台。

8月11日Science

格林兰冰架融化加速
格林兰岛冰架正在加速融化-现在融化的速度是过去5年的三倍。Jianli Chen和研究小组报告说，自从2004年起格林兰冰架的融化在加速。研究人员估计冰架在以每年有240立方公里的冰架消失。如果这一发现被证实，它将是近年来全球变暖速度增加的又一个证据，并意味着融化的极地冰架正在使海平面上升。研究人员用GRACE (Researchers used the Gravity Recovery and Climate Experiment) 计划的卫星采集了这个地球上第二大冰架的数据，该卫星测量了格林兰重力分布的变化，研究人员在这篇报告中比较了2002年4月和2005年11月之间的每个月的数据。
科学特快报告：Satellite Gravity Measurements Confirm Accelerated Melting of Greenland Ice Sheet, J. L. Chen, C. R. Wilson, and B. D. Tapley

蛋白毒性与衰老过程
错误折叠的蛋白的聚集在诸如老年痴呆症和帕金森症等疾病中有毒性作用，这些疾病经常在老年时出现。现在，线虫的新研究提出了一个衰老过程与蛋白聚集毒性之间的重要连接。Ehud Cohen和同事显示，在寿命长、衰老慢的线虫中beta淀粉样肽聚集体的毒性较低。这个作用似乎通过在IIS通路中的两个蛋白调节，IIS是一个与衰老过程有关的胰岛素信号通路。其中一个蛋白降解一些毒性聚集体，另一个蛋白将较小的聚集体组装成大的、但毒性低的大聚集体。研究人员提出，在自然衰老过程中，这些IIS蛋白的变化能降低它们的解毒活性。
科学特快报告：Opposing Activities Protect Against Age Onset Proteotoxicity, Ehud Cohen, Jan Bieschke, Rhonda M. Perciavalle, Jeffery W. Kelly, and Andrew Dillin

埃特纳火山的断层照相
采集到的2002年埃特纳火山爆发前后的详细地震数据清楚地显示，在火山爆发前几个月中富含气体的岩浆在火山口内上升，最终形成火的喷泉和岩片爆发。这个Domenico Patanè和同事用的地震断层照相术与人体的CAT扫描类似，用多层的图像来产生一个火山岩石体积随时间的空间变化的三维图像。埃特纳火山研究人员产生的这些图像揭示在火山爆发前几个月，火山侧翼中的一些奇特低速区域，意味着充满爆发性二氧化碳的岩浆的形成。Patanè和同事说，他们的方法也许能用来更好地监视爆发，但是他们也指出只有极少的火山像埃特纳火山那样被许多的地震台覆盖。Gillian Foulger 在一篇相关的研究评述中讨论了未来的火山监视。
报告：Time-Resolved Seismic Tomography Detects Magma Intrusions at Mount Etna, D. Patanè, G. Barberi, O. Cocina, P. De Gori, and C. Chiarabba
研究评述：Toward "Supervolcano" Technology, Gillian R. Foulger

南极洲降雪没有变化
过去50年间，南极洲降雪的积累没有变化。一些用卫星数据的观测研究曾提出，南极洲的积雪在增加，这个因素也许在较少全球海平面升高上起作用。现在Andrew Monaghan 和一个国际研究小组指出，南极洲积雪没有变化。精确的积雪数剧很重要，因为在预测全球海平面上升中南极冰架的作用是最大的不确定性。研究人员分析了南极洲的16个区域，他们将野外观察站冰芯的数据与模型计算相结合，得出过去50年中的降雪没在统计意义上没有变化。其他研究人员用气候模型计算的结果提出随着全球温度的升高，南极洲降雪应该增加，因为暖空气比冷空气有更多的产生更多的水分。
报告：Insignificant Change in Antarctic Snowfall Since the International Geophysical Year, Andrew J. Monaghan, et al.

一种鱼控制一条河的碳生态系统
把一种人们喜欢吃的鱼从南美洲一条河段中拿掉，改变了这条河基本的生态系统过程-碳合成和降解。这种鱼是食物链下层的flannelmouth characin，是一种被高度捕捞的鱼，由于过度捕捞、修水坝以及土地使用的改变，它的数量在下降。对居住在亚马逊和奥利诺科流域的人们来说，鱼是他们主要的蛋白质来源。Brad W. Taylor和他的研究小组在奥利诺科流域一段的中心建了一个210米长的屏障，把这种鱼从屏障的一边全部拿掉。他们比较了河两边以及下游的碳含量。100多种鱼中没有任何其它鱼能补偿该鱼对河生态的这个关键作用，这与人们通常认为的高度多样性使物种作用重叠的观点矛盾。
报告：Loss of a Harvested Fish Species Disrupts Carbon Flow in a Diverse Tropical River, Brad W. Taylor, Alexander S. Flecker, and Robert O. Hall, Jr.

本期专题部分：迁徙与分散
在生命的进化中，物种的迁徙与分散的能力变得越来越复杂，有的物种行程达到几千公里以上。这些旅行塑造了一个物种的生活史，而这个生活史形成了物种所到地方的生态。不论是为了躲避被捕猎，还是找到更好的繁殖和抚养下一代的地方，或是离开家族，生物体有各种分散和迁徙的方法。正如本期专题部分的论文指出的，研究人员仍在用新的跟踪技术、基因研究、以及全球栖息地的变化，来构建许多物种迁徙和分散的细节。
专题介绍：When to Go, Where to Stop, Gideon M. Henderson