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8月28日《自然》雜志精選

日期: 2008-09-03
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?封面故事:

病毒在深海沉積物生態(tài)系統(tǒng)中的作用?
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深海沉積物含有大量以微生物質(zhì)形式存在的碳,這一生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)只是到現(xiàn)在才正在被確定。上期Nature上的一篇論文指出,在一個大面積的沉積物真核生物群落中,古細(xì)菌相對于細(xì)菌來說居支配地位。在本期Nature上,Danovaro等人報告了病毒感染在這一生態(tài)系統(tǒng)中的影響。來自232個沉積樣品的數(shù)據(jù)表明,病毒的產(chǎn)量是非常高的。病毒感染能使真核生物質(zhì)產(chǎn)量減少80%以上(在1000米深度之下接近100%),從而將大量溶解的有機(jī)碳釋放進(jìn)深海中。在因其他原因缺乏資源的水域,營養(yǎng)物的這種注入尤為重要。因此,病毒在全球生物地球化學(xué)循環(huán)、深海代謝和我們生物圈最大生態(tài)系統(tǒng)的總體功能方面似乎扮演一個重要角色。本期封面圖片所示為深海病毒和細(xì)菌之間的爭斗,在這一爭斗中,被病毒破壞的細(xì)菌為其他細(xì)菌提供食物。
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人類利他和合作行為形成的時間
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小孩子在特殊設(shè)計的測試(比如說游戲)中進(jìn)行互動的方式,可以幫助了解人類利他和合作行為背后的機(jī)制。Fehr等人提供的證據(jù)表明,小孩子們替他人著想的偏好(在一個分享游戲和一個嫉妒游戲中,研究人員用不同的糖果作為獎賞)表現(xiàn)為一個特別的形式――對不平等的反感。這種行為模式在3歲和8歲之間形成。三四歲的小孩大多數(shù)都行為自私,而到了七八歲,他們絕大多數(shù)都更愿意接受可消除不平等的資源分配。但如果對自己有優(yōu)勢的不平等現(xiàn)象的消除涉及到高成本分享的話,他們選擇平均分配的機(jī)會就會減少,就會傾向于選擇對其自己的社會群體成員有利的分配方式。這些發(fā)現(xiàn)表明,平均行為和狹隘行為都有著很深的發(fā)育根源。
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誤折疊蛋白的處理方式
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盡管能夠催化將多肽折疊成其最終天然構(gòu)象的反應(yīng)的分子伴護(hù)系統(tǒng)很復(fù)雜,但蛋白誤折疊仍會出現(xiàn)。細(xì)胞的健康狀況取決于它怎樣剔除誤折疊的蛋白。Kaganovich等人發(fā)現(xiàn),酵母和哺乳動物細(xì)胞有一個細(xì)胞質(zhì)量控制通道,該通道能夠?qū)⒖扇艿暮筒豢扇艿牡鞍拙酆象w區(qū)分開來,并將它們引導(dǎo)向兩個包裹體當(dāng)中的一個。能夠被蛋白酶體降解的或能夠被重新折疊的可溶誤折疊蛋白,將被作為目標(biāo),引導(dǎo)到一個并列核質(zhì)量控制腔中;包括與疾病相關(guān)的亨廷頓蛋白和鋸蛋白在內(nèi)的不可溶的蛋白聚合體,將被封存在一個與自噬性通道相關(guān)的胞液包裹體中。
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造成上新世大范圍冰川形成的因素
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盡管從氣候變化角度講,冰層穩(wěn)定性很重要,但我們對控制冰層體積的機(jī)制的認(rèn)識仍有很大空白。北半球被認(rèn)為在直到晚上新世大規(guī)模冰川形成過程開始之前(距今約300萬年前)有超過3000萬年幾乎沒有冰層。人們曾提出幾個假設(shè)來解釋當(dāng)時格陵蘭冰層的增長。現(xiàn)在,利用一個完全耦合的大氣―海洋環(huán)流模型和一個冰層模型所作的一次新的模擬表明,格陵蘭冰層在上新世增長的主要驅(qū)動因素為大氣二氧化碳濃度的下降。其他的假設(shè)(巴拿馬海洋通道的閉合、厄爾尼諾的終止和構(gòu)造隆起等)在這一模型中不足以觸發(fā)大范圍的冰川形成。
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“地球發(fā)電機(jī)”的超級計算機(jī)模擬
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地球磁場是由電流在地核中流動產(chǎn)生的。計算機(jī)模擬在提高我們對這一“地球發(fā)電機(jī)”體系認(rèn)識中曾經(jīng)扮演了一個重要角色,但在與地核直接相關(guān)的參數(shù)范疇內(nèi)進(jìn)行數(shù)值模擬卻超出了當(dāng)今超級計算機(jī)的能力?,F(xiàn)在,一臺名為“Earth Simulator”的計算機(jī)(世界上最快的計算機(jī)之一)被用來運(yùn)行一個“地球發(fā)電機(jī)”模擬程序,該模擬是迄今與實(shí)際情況最接近的模擬。在該模擬中,研究人員發(fā)現(xiàn),對流和磁場結(jié)構(gòu)都與在低分辨率模擬中所獲得的發(fā)現(xiàn)在定性上有所不同,其中對流的形式為層柱形或呈輻射狀分布的層狀噴射流,而不是像以前所觀察到的柱形蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
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乙酰膽堿可增強(qiáng)排除干擾的能力
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如果你發(fā)現(xiàn)自己需要重新閱讀這段內(nèi)容,那么也許它寫得并不好;或者說,你也許不能集中注意力或缺乏乙酰膽堿。皮層感覺處理由選擇性注意力進(jìn)行重要的調(diào)制,但這種調(diào)制是怎樣調(diào)控的卻是一個長期未能解決的問題。在用恒河猴進(jìn)行的訓(xùn)練――讓猴子探測一個閃爍的物體而忽略附近另一個閃爍的物體的實(shí)驗(yàn)中,向視覺皮層中施用神經(jīng)傳輸物質(zhì)乙酰膽堿,可增強(qiáng)猴子的表現(xiàn)。施用毒蕈堿(而不是尼古丁)拮抗劑,會產(chǎn)生相反的效應(yīng)。這表明,該實(shí)驗(yàn)也許確定了讓我們能夠排除其他刺激、同時集中注意力于某一特定事項(xiàng)的大腦機(jī)制。
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(更多信息請訪問www.naturechina.com/st)
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資訊來源:科學(xué)時報


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2024 - 09 - 30
沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)是一種位于海洋與陸地交界處的生物多樣性豐富的獨(dú)特生態(tài)環(huán)境。它不僅具有重要的生態(tài)功能,在碳儲存、環(huán)境凈化和防風(fēng)護(hù)堤方面發(fā)揮著重要作用,還對人類社會活動有著極大的支持和調(diào)節(jié)作用。氨氣是大氣環(huán)境中含量豐富的堿性氣體,其在沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)中的作用不可忽視。但是,過量的氨氣輸入也給其帶來了一系列問題。沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)NH3源和匯研究背景介紹氨(NH3)是大氣中含量最多的堿性氣體。在氣溶膠形成中發(fā)揮重要作用,而氣溶膠會對人類健康產(chǎn)生不利影響,同時會降低能見度,改變地球輻射平衡,并通過大氣沉積促進(jìn)活性氮(Nr)的全球再分配。農(nóng)業(yè)集約化是NH3的主要人為來源,導(dǎo)致進(jìn)入生物圈的Nr增加一倍。NH3的其他來源包括工業(yè)過程、車輛排放及土壤和海洋的揮發(fā)。農(nóng)業(yè)和城市源通過大氣沉積過程直接或間接排放NH3,其會改變鹽沼的結(jié)構(gòu)和功能。此外,大氣沉積過程是NH3進(jìn)入沿海水域的主要途徑, NH3沉積到敏感的...
2024 - 09 - 30
棕色碳(BrC)是一類在近紫外和可見光區(qū)吸收光輻射的有機(jī)碳,不僅對大氣造成輻射強(qiáng)迫,更是對大氣光化學(xué)反應(yīng)速率有著重要作用。BrC不僅影響著大氣的輻射平衡和氣候變化,還直接關(guān)系到區(qū)域空氣質(zhì)量與公眾健康。本論深入探討了棕色碳發(fā)色團(tuán)的光學(xué)性質(zhì)與化學(xué)成分之間的密切關(guān)聯(lián),為更準(zhǔn)確地評估其在環(huán)境系統(tǒng)中的行為和影響提供了科學(xué)依據(jù)。棕色碳發(fā)色團(tuán)光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)成分之間的聯(lián)系背景介紹棕色碳(BrC)是大氣有機(jī)氣溶膠的重要組分,在紫外到近紅外波段具有較強(qiáng)的吸光能力,對全球氣候變化和大氣化學(xué)過程具有重要影響。BrC結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類眾多、來源廣泛。大量研究表明生物質(zhì)燃燒、煤燃燒、機(jī)動車尾氣、生物排放以及二次有機(jī)氣溶膠等是BrC的重要來源。芳香族揮發(fā)性有機(jī)化合物,如苯同系物和衍生物,也可能是BrC發(fā)色團(tuán)的重要前體。但是,不同源排放的BrC進(jìn)入大氣后,受到復(fù)雜的大氣化學(xué)過程,其光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生很大的變化。研究方法...
2024 - 06 - 11
摘要土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)在全球碳循環(huán)中起著非常重要的作用,而高光譜遙感已被證明是一種快速估算SOM含量的有前景方法。然而,由于忽略了土壤物理性質(zhì)的光譜響應(yīng),SOM預(yù)測模型的準(zhǔn)確性和時空可遷移性較差。本研究旨在通過減少土壤物理性質(zhì)對光譜的耦合作用來提高SOM預(yù)測模型的時空可遷移性?;谛l(wèi)星高光譜圖像和土壤物理變量,包括土壤濕度(SM)、土壤表面粗糙度(均方根高度,RMSH)和土壤容重(SBW),建立了基于信息解混方法的土壤光譜校正模型。選取中國東北的兩個重要糧食產(chǎn)區(qū)作為研究區(qū)域,以驗(yàn)證光譜校正模型和SOM含量預(yù)測模型的性能和可遷移性。結(jié)果表明,基于四階多項(xiàng)式和XG-Boost算法的土壤光譜校正具有優(yōu)異的準(zhǔn)確性和泛化能力,幾乎所有波段的殘余預(yù)測偏差(RPD)均超過1.4。基于XG-Boost校正光譜的SOM預(yù)測精度最 高,決定系數(shù)(R2)為0.76,均方根誤差(RMSE)為5.74 g/kg,...
2024 - 05 - 20
北京,這座擁有千年歷史的城市,見證了無數(shù)歷史的變遷和現(xiàn)代文明的飛躍。然而,隨之而來的是空氣質(zhì)量問題,尤其是由機(jī)動車尾氣排放引發(fā)的大氣污染。據(jù)相關(guān)研究顯示,機(jī)動車尾氣中含有大量的有害物質(zhì),包括一氧化碳、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物以及細(xì)顆粒物等,這些污染物不僅對人體健康構(gòu)成威脅,還會導(dǎo)致城市霧霾的形成,影響城市的視覺美感和居民的生活質(zhì)量。在眾多污染物中,氨氣作為一種典型的堿性氣體,其來源多樣,包括農(nóng)業(yè)活動、工業(yè)生產(chǎn)、生活垃圾處理等。在北京市城區(qū)車輛排放是否是氨氣的主要來源?據(jù)此,來自中國科學(xué)院大氣物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了相關(guān)研究。北京城區(qū)NH3排放源-機(jī)動車尾氣背景介紹氨氣是大氣中重要的堿性氣體,在中和酸性氣體,形成二次氣溶膠方面發(fā)揮著重要作用。NH3在大氣中滯留時間短,因此NH3濃度日變化顯著。一般特征為在早上大約07:00~10:00,NH3濃度到達(dá)峰值。然而以前的研究局限于單一季節(jié),無...
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