作者:田天 来源:科学时报 发布时间:2010-1-11 9:04:46
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1月7日《自然》杂志精选

 

 
封面故事:
 
四足动物4亿年前留下的行迹
 
近4亿年前由四足陆地脊椎动物踩踏出的化石行迹的发现,将使人们对我们关于四足动物起源的认识进行重新评估。由Per Ahlberg及其同事获得的这些发现来自波兰圣十字山中的Zachelmie采石场。其中一些行迹保存非常完好,使人们可对足迹形态进行仔细研究,它们像是原始四足动物“鱼甲龙属”所留下来的。但使得这些行迹显得如此特殊的还是它们的年龄:它们比已知最早的四足动物身体化石要早1800万年,比最早的Elpistostegids(Tiktaalik、Panderichthys和它们的近亲,被看做是鱼类与四足动物之间的过渡形式)要早1000万年。这些发现表明,我们所知道的Elpistostegids是后来幸存下来的,而不是直接的过渡形式,它们反映了我们对于陆地脊椎动物最早历史的了解有多么少。本期封面所示为Zachelmie采石场的一块石板,其上有一个行迹和一个有四趾印的孤立足迹,这些印记用木炭凸显了出来。
 
消除恐惧记忆的新方法
 
再巩固是人类记忆的一个自然机制:再巩固阶段允许记忆提取时所有的新信息被结合到旧记忆中。虽然人们曾通过再巩固的药理阻断来在动物模型中防止恐惧的再现,但这些操纵中很多都涉及对人类有毒的化合物。现在,Elizabeth Phelps及其同事报告了一种重写恐惧记忆的非损伤性方法,该方法可避免使用药物。这种方法基于一种成熟的方法:对创伤性事件的记忆可通过在一个安全环境中反复暴露于创伤性提示而被消除。这项工作在一定程度上是成功的,但记忆只是被掩盖,而不是被消除,并且能够再现,比如说经过一段时间之后或受到压力影响时。新方法的关键在于时机的选择:如果“安全”信息是在旧恐惧记忆再巩固的时间窗口内导入的,那么恐惧不会再现。这项工作表明,创伤后压力失调和其他焦虑症等也许对新型非损伤性治疗方法会有反应。
 
银河系中心磁场强度的新数值
 
有充足证据证明,在我们银河系中心附近有一个磁场,但关于该磁场的强度却存在很多不确定性。对该磁场强度的估计值在微高斯到毫高斯之间,而且大至1000微高斯的数值(比整个银河系的典型值大约强10000倍)也曾见诸报道。对已发表的射电和伽马射线数据所作的一项新的分析显示,在该区域的非热射电光谱中有一段方向向下的中断,它表明银河系中心磁场强度为50微高斯或更大一些。将这个发现与其他证据结合起来看,本文作者们得出结论说,大约为100微高斯的磁场强度是有可能的,这个强度与在星暴星系内部区域所发现的磁场强度在同一水平上。
 
“狄拉克震颤”的量子模拟研究
 
由保罗·狄拉克于1928年提出的描述相对论量子颗粒行为的“狄拉克方程”,将量子力学与狭义相对论融合了起来。从该方程推导出了若干特别的效应,其中包括一种快速的颤振运动或称“狄拉克震颤”,该运动在理论上早就明确了,但难以在真实颗粒中观测。Christian Roos及其同事利用一个处于束缚状态的离子(设定其行为就像一个自由的相对论量子颗粒一样),对“狄拉克方程”进行了原理证明量子模拟。在这个体系中,束缚离子实验参数的高度可控状态,使研究人员有可能对“狄拉克震颤”和教科书上关于相对论量子物理的其他例子进行模拟和研究。
 
摩擦接触面演化过程的
 
微观研究
 
地震和硬盘等各种不同体系的行为受摩擦运动及其强度的影响。乍一看似乎是接触面间一种连续滑动过程的现象,事实上却是微观尺度上一系列“滑”和“粘”事件的产物。不过,这个层面上的摩擦力演化机制仍不清楚。Ben-David等人研究了两个滑动体(PMMA塑料块)之间局部接触面的演化及它们界面的运动,发现它涉及四个不同的相。在几微秒内,接触面的所有减小都发生了。紧跟这个过程的是一个快速滑动相,然后是向一个速度慢得多的滑动过程的短促过渡,高峰为一个“粘”相,在这个时候运动停止。在过了几百微秒之后,接触面开始再次增加。这些结果为在很多重要技术环境中更好地了解这种运动提供了基础。
 
基因组中的病毒“化石”
 
来自内生逆转录病毒的DNA是哺乳动物基因组中一个共同先祖特征。此前,逆转录病毒一直是已知留下这种化石记录的唯一一组病毒,但现在,来自Borna-like N(EBLN)序列的元素已在人类、非人类灵长目动物、啮齿类和一种黄鼠(地松鼠)的基因组中被发现。Borna病毒是未分段的、负链RNA病毒,在被感染细胞的细胞核中复制。在灵长目动物中,这些元素非常古老,是在距今超过4000万年前形成的,而松鼠EBLN序列产生的时间则较晚。灵长类EBLN的开放阅读框的保留,以及它们作为mRNA的表达,意味着它们在其宿主内可能发挥着基因新颖性之来源的功能。
 
神经回路的光开关
 
微生物视蛋白(感光离子通道)的实验使用迎来了神经科学的一场革命,因为它们使得根据外源光调控作为遗传研究目标的神经元的活性成为可能。现在,Ed Boyden及其同事对古细菌、细菌、植物和真菌的视蛋白新性质进行了筛选,发现了神经控制的一个全新机制:光驱动质子泵输。虽然质子原本并不是被神经系统用作载荷子,但来自Halorubrum sodomense的archaerhodopsin-3的光驱动质子泵输,能响应于光照来调控强大的神经沉默作用。来自真菌Leptosphaeria maculans的一个质子泵能够在蓝光照射下启动神经沉默。这些试剂的使用将有助于用光来关闭神经回路,作为研究神经回路在行为和病理中所起作用的一种工具。
 
(田天/编译,更多信息请访问www.naturechina.com/st)
 
《科学时报》 (2010-1-11 A3 国际)
 
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