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2010年02月19日~2010年03月19日
未来量子计算机将采用什么技术
Nature 464 (4 Mar 2010)
由于具有由量子力学的奇异现象主导的基本信息处理单元(量子位),所以量子计算机具有以远远好于今天利用传统“位”的计算机的性能来处理某些计算的潜力。尽管如此,实用量子计算机(如果它们能够问世的话和当它们问世之后)将采用什么技术还远不清楚。在一篇内容非常广泛的综述文章中,来自该领域主要实验室的六位研究人员介绍了有关量子信息系统硬件的最新工作。他们对当前所采用的材料(包括掺杂硅中供体原子的核自旋、砷化镓中的电子自旋以及金刚石中的氮空缺中心)进行了比较,并对尚未问世的材料进行了猜测。
Review Article p.45
“人之初性本善”的神经科学依据
Nature 463 (25 Feb 2010)
根据实验及实践证据,社会学家普遍假设:人类行为有利于“公平”结果,将不平等保持到最低程度,因为经验表明,长此以往所有的人都会从中受益。现在,研究人员对男性志愿者进行了一项新颖的角色扮演实验,并在实验过程中用功能性磁共振成像方法对他们的大脑活动进行跟踪。该实验为这种“反不平等”社会偏好的神经基础提供了证据。实验开始时,研究人员让一对实验对象中的一个人变富,即让他接受一大笔钱;而另一个人什么都不给,仍然保持贫穷。对“富”的实验对象来说,其纹状体和前额皮质中的神经反应在另一个实验对象得到更多钱时更强烈;对“穷”的实验对象来说,其脑中同一区域的神经反应当他们自己得到钱时更强烈。这表明,大脑的奖励回路对于分配不均是敏感的,并且在根据环境情况被主动地调节。
Letters p.1089
节肢动物的复杂世界
Nature 463 (25 Feb 2010)
节肢动物在演化上的相互关系是一个长期存在争议的问题。一项根据对来自75个物种(包括每个主要节肢动物分支的代表物种)的超过41,000个DNA碱基对所做分析的新的系统发生学研究,将有助于在这个问题上形成共识。该研究所获数据支持这样的观点:昆虫是陆生甲壳动物;甲壳动物是一个多样化类群,至少包括三个截然不同的节肢动物类型;多足动物(“千足虫”和蜈蚣)是这一“泛甲壳动物”类群的亲缘关系最近者。
Letters p.1079
蝙蝠回声定位能力的形成时间和起源
Nature 463 (18 Feb 2010)
蝙蝠是高度专业化的哺乳动物,它们都能飞,而且很多还能用回声定位来沟通和寻找猎物。对一种名为“Onchonycteris finneyi”的原始蝙蝠化石所做研究表明,虽然它能飞,但却不能进行回声定位。现在,对26个蝙蝠物种所做的一项显微计算机断层扫描研究(显微CT研究)显示,在利用喉部产生的“咔嗒”声进行回声定位的蝙蝠身上,喉部的茎突舌骨与头颅耳朵区域的鼓膜骨相连。这种条件也见于“Onchonycteris finneyi”,从而再次开启了关于在蝙蝠早期演化中飞行和回声定位能力的形成时间和起源的基础性问题。
Letters p.939
银河系的构造单元
Nature 464 (4 Mar 2010)
去年研究人员发现Sculptor矮星系中有一颗极为缺乏金属的恒星,该发现向一个流行的观点(该观点所依据的是,大多数缺金属的恒星在当今的矮星系中都明显不存在)提出了质疑:人们早就知道的、绕银河系运转的经典矮卫星星系可能是银河系的构造单元。对该恒星(编号为S1020549)所做新的观测表明,它具有缺金属的“晕型”恒星典型的11种元素的光谱丰度模式。这说明,几十亿年前被毁掉而形成银河系晕的体系与当今矮星系的前身从根本上来讲并没有任何不同。
Letters p.72
封面故事:人肠道微生物的基因目录
Nature 464 (4 Mar 2010)
人体是大约100万亿微生物细胞的宿主,其中大部分在肠道中,在那里它们对人的生理和营养都有深远影响,而且现在还被认为对人的生命非常关键。肠道微生物帮助人从食物中摄取能量,肠道微生物群落的变化还可能与肠道疾病或肥胖症有关。现在,一个国际合作课题组(该课题组是“人类小肠元基因组学”项目的构成部分,该项目简称为MetaHIT)发表了从丹麦和西班牙124位健康的、超重的和肥胖的成年人以及炎症患者提取的人肠道微生物菌落的一个基因目录。所获数据为了解这一基因组(比人类基因组大150倍)提供了第一手资料,并且表明这些基因大部分是在不同个体之间共享的。根据由这些基因所编码的各种不同功能,研究人员就有可能来确定最小的肠道元基因组和最小的肠道细菌基因组。
Articles p.59
封面故事:400万年前的飓风活动
Nature 463 (25 Feb 2010)
早上新世(距今500万至300万年前)是一个在地质史上被认为与当今全球变暖最接近的时期。古气候数据表明,那个时期与厄尔尼诺相似的气候状况持续不断,整个热带太平洋海洋表面温度近乎恒定。Alexey Fedorov及其同事利用一个飓风模型和一个耦合气候模型发现,那个时期飓风在中太平洋可能经常出现(今天那里几乎没有飓风),而这种飓风活动可能增强了东赤道太平洋的变暖(将变暖程度增加3°C),从而进一步增加了飓风的频率。这些结果反映在了本期Nature封面上:较大的球体所示为模拟出的距今400万年前的一个反映飓风轨迹的年份(按强度着色),海洋表面是按温度着色的,温度数值来自一个将由模拟出的飓风所造成的海水混合现象包括在内的全球气候模型;较小的球体所示为反映模拟出的现代飓风轨迹的一个年份,其中的海洋表面温度来自一个没有将由飓风造成的海水混合现象包括在内的气候模型。
Letters p.1066
蚊子的气味受体蛋白
Nature 464 (4 Mar 2010)
气味识别被疾病的很多昆虫传播媒介用来定位其宿主,它们是通过我们在很大程度上还不知道的分子过程来做到这一点的。现在,研究人员利用基因工程果蝇的“空神经元”体系已确定了“冈比亚按蚊”(撒哈拉以南非洲的主要疟疾传播媒介)全部气味受体蛋白。这些受体大部分都具有广泛活性,能对一系列不同气味做出反应,但少数却比较有针对性,只对一种或少数几种气味做出反应。几十种受体对人汗液中的化合物有强烈反应,因此该发现为控制疟疾提供了可能的目标:人们可以破坏蚊子的宿主探测功能或用假气味将它们赶到捕蚊器中。
Articles p.66
细菌细胞的分工合作
Nature 463 (25 Feb 2010)
一些微生物能够通过所谓的细菌“纳米线”或“电子梭”进行细胞外电子输送。现在研究发现,在海洋沉积物中这可能是一个重要过程,使氧能够氧化几厘米之外的化合物。死亡藻类残留物和埋在海洋沉积物中的粪便是微生物的一个很好的食物来源,但在沉积物中超过几毫米的深度处,氧的缺乏限制了这一资源的利用。对来自丹麦奥尔胡斯附近海床的沉积物样品所做的一项研究显示,微生物能通过建立细胞间的电连接及进行分工来克服这一障碍。处在表面的细胞能为群落中的所有细胞来利用充足的氧,而在深处的细胞则会为所有细胞获取营养物。
Letters p.1071
广义相对论的验证
Nature 464 (11 Mar 2010)
现代宇宙学依赖于这样的假设:广义相对论在宇宙尺度上是关于引力的一个有效理论,尽管此前一直没有可能对该观点进行验证。不过前不久有人提出了这样一个验证,它是基于对一个名为EG的量值的确定,该量值将标准模型所预测的大尺度引力棱镜效应、星系成团和结构生长速度的数值结合在了一起。Reyes等人报告了一个EG = 0.39±0.06的测量结果,其所依据的是来自一个由7万个以上遥远星系组成的样本的数据,这个结果与广义相对论所预测出的0.4的数值是一致的。
Letters p.256

