12月20日《Nature》

封面故事： Nature首次颁发“年度新闻人物”奖

Nature杂志首次“年度新闻人物”（Newsmaker of the Year）奖颁发给2002年以来一直担任“政府间气候变化专门委员会”（IPCC）主任的Rajendra Kumar Pachauri以及IPCC其他人士和2007年诺贝尔和平奖获得者、美国前副总统阿尔•戈尔。本期Nature从1150页开始的“新闻特写”文章介绍了他的成就。

超导的产生并非必需有声子

超导的经典形式最终由在上个世纪50年代获得诺贝尔奖的BCS（Bardeen, Cooper, Schrieffer）理论解释为通过声子的交换发生相互作用的电子对所构成的一种超级流体。既然如此，那么理论工作者便问，由声子所提供的变形的晶格是否是产生超导性所必需的？ 实际上不是这样的，一系列“非传统 ”超导体随后的发现证明了这一点。在一篇Review Article中，Phillipe Monthoux, David Pines 和Gilbert Lonzarich介绍了对磁相互作用模型的一个重新表述，该模型正在成为不依靠声子来解释超导的一个强大的理论框架。

鲸类的陆地祖先已经找到

鲸演化的前1000万年在化石中留下了很好的记录，但它们是怎样从其陆生祖先演化来的却仍不清楚。一项新的研究表明，来自印度的一种名叫“raoellid”的原始偶蹄动物是与早期鲸类已知关系最近的动物。这种动物与鲸类相似之处在于其耳朵和前臼齿的结构、其骨头的厚度以及其牙齿的同位素组成，这些方面与其他偶蹄类都是不同的。这些特征表明，这种与浣熊大小差不多的动物很多时间是生活在水里的。不过，典型的这种动物所吃的东西与鲸很不相同，说明促使它们到水里去生活的因素可能是饮食的变化，而不是水生环境本身的吸引力。

一种分离CTC细胞的新工具

能存活的来自肿瘤的上皮细胞（或称为循环肿瘤细胞，CTC）见于癌症患者的外周血液里，而且它们可能是难治愈的转移性疾病的根源。实践证明，要从癌症患者身上分离这种细胞非常困难，主要是因为它们在外周血液中数量极少。现在，研究人员开发出一种微流平台“CTC-芯片”，它能够从癌症患者血液中选择性地、高效地分离CTC。这种新工具有可能用于癌症的检测和诊断，以及用来监测某一患者对治疗的反应。

月球形成时间被改写

一项新的钨同位素研究改写了月球形成的时间。月球被认为是由与早期地球发生的一次巨大碰撞所喷射出的碎片形成的。这个过程中所涉及的高能量会引起熔融，形成一个由月球岩浆构成的海洋。以前关于钨同位素的研究工作表明，月球是在太阳系的前6000万年内固化的。来自基于铪/钨时钟的关于月球金属的新数据与釤/钕时间测量结果是一致的，说明月球固化的时间要晚一些，即是在太阳系的年龄在5000万年和1.50亿年之间时固化的。

产生光频梳的新方法

光频“梳”是能够发射离散的、等间距频率光的光源，所以其光谱有一个典型的、梳子一样的形状。频率梳正在使光谱和计量领域发生革命性变化：现在利用该技术的时钟在准确性上能够超过原子钟，如目前用作时间标准的铯时钟。但生成一个频率梳所需的仪器化过程却很繁复，通常需要对一个庞大的飞秒激光源进行细致的稳定。现在，Del’Haye等人研究出一种与频率梳的生成有根本性不同的方法：仅仅用一个传统的激光二极管对置于一个硅芯片上的小小的碟状谐振器进行照射就可以了。激光与谐振器之间所发生的相互作用会导致在红外波段发射一个光频梳。该方案非常简单，另外系统的尺寸、成本和能耗都有可能降低，所以它将能够增强光频梳在很多领域的实用性。

古新世/始新世全球变暖并非由温室气体引起

“古新世/始新世极热时期”是发生在距今大约5500万年前的一个全球气候强烈变暖的时期，它与在同位素组成上明显不同的温室气体向海洋-大气系统的大量释放有关。然而，是这一因素引起了该事件特有的全球变暖和环境变化、还是后者导致了前者？这个问题仍不清楚。Sluijs等人利用来自新泽西两个沉积层的、关于跨越古新世/始新世边界层的环境变化的高分辨率记录，为弄清这个问题提供了线索。他们发现，在这一地点，环境变化和海洋表面变暖的开始时间比温室气体的输入时间早几千年。相关事件的这一时间序列与认为海洋深层变暖引起海底气体水合物分解、将大量温室气体甲烷释放出来的观点是一致的。但早期变暖的原因仍然不确定。

决定食物链稳定性的因素

全球生物多样性的维持，取决于对哪些参数影响食物链稳定性及物种群落怎样对它们的变化做出响应的认识。对来自涉及生活在五个不同自然食物网（一个是溪流、一个是池塘、一个是湖泊、一个是陆地、一个是海洋）中的三种无脊椎动物的食物链的数据所做的分析，显示了消费者物种和它们的资源之间的体重比何以能够允许物种共存。根据经验获得的这些自然网络中的物种的体重比，与用一个生物能消费者-资源模型所预测的结果是一致的。所以，身体大小与食物链结构之间的简单关系可能决定着食物链的稳定性。

转录因子Nanog与胚胎干细胞多能性的关系

2003年，转录因子Nanog被发现是使胚胎干细胞具有独特性质——多能性的一个关键贡献因素。Nanog这个名称来自“Tir nan Og”，在凯尔特神话中意思是“永远年轻的土地”。 过去，它被认为是干细胞增殖、同时保持其分化潜力所必需的。用小鼠胚胎干细胞所做新的研究表明，事实完全不是这样。实际上，Nanog并不是维持多能性所必需的，其水平是波动的，但Nanog似乎能够通过抵抗或逆转基因表达的不同状态来稳定多能性状态。


为了更完美的表现

为什么即便是训练最好的运动员和音乐家也不能有完美表现？一种观点是，人们表现上的这种残留的变化是一种“噪音”，它反映了我们控制自己运动的能力上所存在的根本性的局限性。而用成年鸣鸟彩排极好的歌声为模型所做的实验则做出另一种解释。对成年“十姐妹”（一种鸣鸟）明显程式化的歌声用电脑所做监测发现，它们的表现也有微小差别。每当歌声变化超过一定极限就给唱歌的鸟给予纠正时，它们会迅速学习对自己的发声进行适应性改变。这一发现的意义在于，歌声一旦被学会，就能被保持下去，尽管因年龄增长等因素而使声带系统发生微妙变化。所以行为“噪音”并不简单是一种令人讨厌的东西，而是可能反映了神经系统为使表现更完美所做的实验。

完好大脑中突触前结电活动的测量

突触结（神经细胞之间进行通信的点）非常小，因此如果不对大脑进行切片，就不可能对它们的电活动进行记录。在一项非凡的实验中，Rancz等人首次对来自完好哺乳动物大脑中突触前结的电活动进行了记录。他们获得的结果与关于小脑怎样对传感信息进行集成以控制运动的流行观点（来自试管实验）是矛盾的，因为其结果显示，单一脑连接对于来自环境的刺激具有出乎意料的敏感性。

12月21日《Science》

《科学》评出2007年度十大进展
2007年研究人员惊叹从一个人到另一个人的基因组差异的程度之大，开始懂得这些差异在疾病和个体特性中的作用。《科学》杂志及其出版者美国科学促进会(AAAS) 将“人类基因组差异”评为2007年首要进展，并在12月21日出版的杂志上列出本年度其他9项最重要的科学成就。 负责今年评选过程的《科学》杂志物理类科学新闻副主编Robert Coontz 说，“多年来，我们一直谈人与人如何相像，甚至人与猿如何地类似。2007年的几项前沿研究第一次将人与人的DNA也存在很大的不同讲透彻了。这是一个巨大的概念性跳跃，将会对所有的事情产生影响：从医生如何治病、到我们如何看待自己以及保护我们的隐私”。 2007年中几位个人的基因组被测序。随着技术的提高，我们中的许多人将会拥有部分的或全部的自己的基因组，也将了解自己有患哪些疾病的风险。 自人类基因组序列测出以来，生物学家一直在绘制基因组的一个碱基上的小差异，这种差异被称为单核苷酸多态性(SNPs)。这些差异是2007年十几个研究项目的关键，研究人员在这些被称为基因组范围关联研究(genome-wide association studies)中比较几千位患病或无病个体的DNA，来确定哪些小的基因差异带来疾病风险。这种信息能帮助研究人员发现疾病基因，比如近年发现的几个2型糖尿病的基因。 今年的基因组范围关联研究为许多疾病提供了线索，包括心房颤动、自身免疫疾病、 双相障碍、大肠癌、1型和2型糖尿病、心脏病、高血压、多发性硬化症、以及风湿性关节炎。 2007年中，生物学家还了解到在DNA上亿个碱基中，成千到上百万的碱基可能丢失、增加、或以某种方式被拷贝，这些变化在几代人内能改变基因的活性。这些被成为“拷贝数差异”的影响在高淀粉饮食的人群中有表现，这些人群比有狩猎采集社区的成员有更多的消化淀粉DNA的拷贝。研究患或没有患自闭症的儿童的遗传学家发现了导致患自闭症风险增加的一个新的DNA修饰。 名列《科学》2007年10大进展第二的是重新编程细胞的技术。日本和美国小组分别在6月宣布他们用小鼠皮肤制造了诱导性多能干(iPS)细胞，这些iPS细胞能产生身体的所有细胞，包括卵子和精子，从而演示iPS细胞具有胚胎干细胞的能力。11月份，两个小组分别报告了用人类皮肤细胞制造iPS细胞的研究。这项研究可能改变干细胞研究的科学与政策。 Coontz说，“与首要的进展一样，一旦科学家能清除几个障碍，重新编程细胞可能为生物医学研究开辟新方向。虽然这项工作与首要进展不相上下，但是我们还是认可了人类基因组差异研究，因为该领域进展很快、势不可挡。 《科学》评选出的其它8项进展如下： 跟踪宇宙射线: 来自阿根廷击Pierre Auger天文台的研究人员报告说，击入我们大气的宇宙线看来来自天空中存在着许多活跃星系核的区域。这些宇宙线可能是经过黑洞附近的磁场时获得加速度的。 受体结构: 研究人员确定了人类Beta2-肾上腺素能受体的结构，这是一个重要的G蛋白偶联受体，它通过传递体内的激素、血清素、以及其它分子的信息管理人体内部系统。从抗组胺剂到beta阻滞剂等一系列药物以这些受体为靶标，结构知识可能会带来新的药物。 超越硅电子器件? : 过渡金属氧化物研究的进展也许预示了下一个材料革命，2007年中几个研究小组将两种氧化物生长在一起，制造了带有各种有用的电子和磁性性能潜力的界面。 量子霍尔效应: 理论和实验物理学家产生了预测的量子霍尔效应，这是电子从某些材料中流过时在外加电场作用下的奇怪行为。如果这一效应在室温下工作，它可能导致新的低功率的“自旋电子学”计算的设备。 分而治之: 研究揭示与病毒和肿瘤作战的T细胞有立刻保护和长期保护的分工，改进的疫苗也许使这项研究成果得到应用。研究人员发现，当他们捕捉到刚刚分化的T细胞时，在T细胞相反的两极有两类蛋白质被生成，一边的蛋白带有“战士”的分子标记，另一边的显示“记忆细胞”的特征，记忆T细胞能潜伏多年以防备未来的入侵。 以少胜多: 合成化学家研制了一个高效、低成本的制造药物和电子化合物的技术。 返回未来: 用人和大鼠做的研究提出，记忆和想象扎根于大脑的海马区，该区是记忆的一个关键中心。研究人员推测，大脑的记忆也许重新整理过去的经历来产生未来的情景。 游戏结束: 一个人工智能编程的精心杰作使双陆棋成为迄今为止计算机解决了的最复杂的游戏。研究人员显示，如果竞技双方不犯任何错误，双陆棋将以平局结束。 2008年应该注意的领域包括microRNA、人工制造的微生物、新的计算机芯片材料、人类细菌以及尼安德鲁人 的基因组、人类神经回路、以及来自CERN的Large Hadron Collider的数据。
英文摘要：Breakthrough of the Year,The News Staff

罗马尼亚的家庭寄养比孤儿院好
研究人员发现把儿童从罗马尼亚的孤儿院移到家庭寄养环境中，改善了这些儿童的认知发育，这项研究也许对没有稳固的家庭给养系统的国家提供公共政策上的指南。在罗马尼亚，对机构和家庭寄养儿童的文化态度通常与比如美国等国家的不同，这项研究第一次科学地研究了机构照顾幼儿对儿童的影响。 研究开始的时候，罗马尼亚还没有弃儿的家庭寄养系统。受罗马尼亚政府邀请，Charles Nelson和同事与罗马尼亚的社会工作者紧密合作，在布加勒斯特建立了这样一个系统。他们随机地把一些孤儿院的儿童移到寄养家庭中，然后用一系列的标准测试对这些儿童与留在孤儿院的儿童进行了比较。总体上，42个月和54个月后的测试表明，家庭寄养的儿童比留在孤儿院的表现得更出色，但是仍然不如从来没有在机构照顾下生活过的儿童。这些结果还表明，儿童进入家庭寄养系统越早，他们发育的改进越大。文章作者指出，他们将研究早期的发现向罗马尼亚政府做了汇报，之后，该国通过一项法律，禁止把2岁以下的儿童放到孤儿院这样的机构，除非该儿童有严重的身体或智力障碍。一篇相关的研究评述讨论了这项研究的生物伦理问题，结论是该项研究的设计成功地保护了参与的儿童。
英文摘要：Cognitive Recovery in Socially Deprived Young Children: The Bucharest Early Intervention Project,Charles A. Nelson, III, Charles H. Zeanah, Nathan A. Fox,el al.
英文摘要：The Ethics of International Research with Abandoned Children,Joseph Millum and Ezekiel J. Emanuel

甲虫的进化与多样性
新研究显示，当生物学家试图系统地重建甲虫家族树时，他们发现了许多甲虫群体之间过去不知道的关系，从而重新定义了甲虫的主要家族。鞘翅目是亚里士多德给甲虫的名字，因为这些昆虫有硬的类似盾的翅膀。甲虫占几乎所有被描述的物种的四分之一，但是该分类目内物种的关系不是很清楚。Toby Hunt和一个国际研究小组用先进的计算生物学技术对甲虫的进化关系做了更新分析，为几乎所有甲虫科建立了系统发生树。这些研究人员还仔细分析了整个分类目中甲虫的多样性模式，确定出大多数现代甲虫系的侏罗纪起源，家系的高成活率、以及能对各种生态位的适应能力是甲虫多样性的原因。
英文摘要：A Comprehensive Phylogeny of Beetles Reveals the Evolutionary Origins of a Superradiation,Toby Hunt, Johannes Bergsten, Zuzana Levkanicova, el al.

硫是火星之谜的答案？
新研究提出，火星的大气也许曾经富含二氧化硫，这也许能解释该行星古老海洋的一个存在已久的迷。在早期火星的表面有液态水的证据意味着该行星气温曾经相对地暖。研究人员曾提出该行星早期被二氧化碳大气环绕，向地球上一样，二氧化碳大气能使火星有较暖的温度。但是火星表面没有石灰岩和其他碳酸盐石一直是个迷，这类岩石在地球上到处可见，它们通常在浅海中沉淀出来。Itay Halevy和同事现在提出，如果早期火星具有高浓度的来自火山爆法的二氧化硫和氢化硫，就能解释这个表面的矛盾。与二氧化碳类似，二氧化硫是一种高效的温室气体。但是二氧化硫增加海洋酸性阻止了碳酸盐矿物质的形成，从而解释了火星上为什么没有这类岩石。这样的机制可能在地球上也存在过，这也许能解释为什么地球上没有来自大约40亿到25亿年前的太古宙的碳酸盐岩石。
英文摘要：A Sulfur Dioxide Climate Feedback on Early Mars,Itay Halevy, Maria T. Zuber, and Daniel P. Schrag