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标  题: [转载] 【科学快讯】一个分子展现两个电子效应
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2004年10月1日  美国《科学》周刊306卷   第5693期   提要
《科学时报》根据美国《科学》周刊的新闻发布翻译编辑。 如有误，请以《科学》周刊上

刊登的原文为准。


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分析美洲犬科动物的灭绝
缺氧环境中心脏能正常工作的鱼
硅藻基因组
低估了过去的气候变化？
氧化氮控制植物的开花
一个分子展现两个电子效应
一个分子展现两个电子效应


分析美洲犬科动物的灭绝
在过去的五千万年中，北美有过一批接一批的大型食肉动物，它们曾多样化地发展、占到

统治地位、但后来又消失了。现在一组科学家对它们为什么灭绝，提出了一个解释：对个

体食肉动物有好处的进化，比如身体大小的增长和捕获更大猎物的能力，使物种作为一个

整体变得更易受灭绝的威胁。研究人员分析了北美丰富的犬科动物化石，这类动物是包括

狼、狐狸、小狼(coyote)和家养狗在内的一个进化枝。Blaire Van Valkenburgh和同事对

已灭绝的不同哺乳动物的猎食者和食物做了研究。他们报告说，吃大型猎物的犬科动物通

常有更深的下颚、长的利齿、和较小的臼齿面，这些都有利于杀死和吃掉大型动物。文章

作者说，这些“超食肉动物”从化石记录中比其他动物消失得更快。作者提出，一个物种

一旦成为超食肉动物，他们身体的大小、食物的需求、以及其他因素使它们更容易受灭绝

的威胁。物种个体和整体之间的这种平衡，也许在其他曾很成功的生物体的灭绝上也起了

作用。
报告：Cope's Rule, Hypercarnivory, and Extinction in North American Canids, Bl

aire Van Valkenburgh, Xiaoming Wang, and John Damuth


缺氧环境中心脏能正常工作的鱼
欧洲鲫鱼(crucian carp)是与金鱼相近的一个种。研究人员报告说，这种鱼在极低氧的环

境中至少能存活5天，而且基本保持它们心脏的正常工作。和许多脊椎动物一样，人没有氧

气时只能活几分钟，造成死亡的部分原因是心脏衰竭。某些淡水龟和鲤鱼在缺氧环境中能

气时只能活几分钟，造成死亡的部分原因是心脏衰竭。某些淡水龟和鲤鱼在缺氧环境中能

活得长一点，它们是靠极大地降低心律和新陈代谢。相反，欧洲鲫鱼能在斯堪的纳维亚冰

覆盖的浅池塘中，保持活动地存活几天。加拿大和挪威的研究人员发现，8摄氏度下，在缺

氧的5天中，经过一个短的适应后，这些鱼的心率基本保持在正常水平。无氧生存产生乳酸

，这些鱼通过将乳酸转化为乙醇，避免了乳酸带来的损害。文章作者提出，这些动物可能

靠它们强健的心血管系统将乙醇输送到鳃，来避免酒醉。
简报：Maintained Cardiac Pumping in Anoxic Crucian Carp, Jonathan A. W. Stecyk

, Kare-Olav Stensl?kken, Anthony P. Farrell, and Goran E. Nilsson


硅藻基因组
地球上生产力最高的藻类是硅藻，对硅藻基因组的分析，为这个生物体在海洋、河流、和

湖泊中的繁盛提供了出人意料的了解。硅藻是一个很重要的生物体，它的重要性之一在于

为沿海鱼类提供基本的食物。它们通过光合作用所生产的碳量，估计和所有雨林所生产的

一样多。而且，硅藻的化石推溯到一亿年前，因为有一个在海水中稳定的壳，这些化石保

存良好，所以它们为地球的进化提供了重要的线索。Virginia Armbrust和同事通过绘制名

为Thalassiosira pseudonana的硅藻的染色体图谱，发现了这些生物体的不同寻常的新陈

代谢系统，包括一个尿素循环，这个循环使生物体能使用多种有机氮，以及能用脂肪作为

能源。这个系统通常是动物所具有的。研究人员还找到了与形成这些生物体特有的、坚硬

和富有色彩的壳有关的基因，这些壳是硅的新陈代谢所产生的。
研究文章：The Genome of the Diatom Thalassiosira Pseudonana: Ecology, Evolutio

n, and Metabolism, E. Virginia Armbrust, et al.



低估了过去的气候变化？
一项新的研究指出，许多对过去气候变化性的估计，可能低估了几十年到几百年尺度上的

温度涨落。改进我们对过去气候变化性的了解，对确定气候对未来的自然和人为驱动的敏

感性很重要。一篇相关的研究评述的作者说，大的过去气候变化性，意味着大的未来气候

变化性。我们对过去几千年来气候是如何变化的了解，许多来自树年轮和珊瑚记录的数据

。Hans von Storch和同事分析了用来重建气候变化性的方法，它们所产生的气候纪录可能

被方法本身所影响。他们发现，常用的基于回归的方法用在高噪音数据上时，在几十年到

几百年的尺度上，得出的气候变化性过低。科学家做出结论说，模拟气候的重建方法本身

的详细的检测，应该成为重建步骤的必不可少的一部分，这也许能帮助设计出更好的重建

方法。
科学特快报告：Reconstructing Past Climate from Noisy Data, Hans von Storch, et

 al.


细菌抗辐射的工具
细菌Deinococcus radiodurans能够抵抗极高辐射的原因，看来和其壳中高的锰离子含量有

关。过去，研究人员曾提出，这个细菌抗辐射的能力，也许与其细胞中有4到8个基因组拷

贝有关，或是与细菌的染色体是一个不同寻常的环状结构有关。Michael J. Daly和同事现

在显示，染色体的结构不大可能在抗辐射上起作用，但是，细菌的相对铁离子而言高的锰

离子含量，可能是其受gamma辐射后存活的关键。文章作者提出，锰离子也许不能在最初的

辐射阶段提供保护，但是它们可能在辐射后的恢复过程中，起降低活性氧自由基的破坏性

辐射阶段提供保护，但是它们可能在辐射后的恢复过程中，起降低活性氧自由基的破坏性

的作用。
科学特快报告：Accumulation of Mn(II) in Deinococcus radiodurans Facilitates Ga

mma-Radiation Resistance, M. J. Daly, et al.


一个分子展现两个电子效应
一个国际研究小组在夹在两个电极之间的分子上，观察到两个电子效应，这两个效应过去

被认为是不会同时出现的。这个所谓的“量子点”部件结合了凝聚态物理中两个基本的电

子-电子相互作用：近藤效应和铁磁性。一个德国、日本和波兰的小组显示，近藤效应在与

铁磁电极接触的碳60分子中持续存在，但是这个效应与电极的磁极化方向有关。两个效应

的同时出现，似乎增强了这个结的磁电阻，这也许为改进被成为“隧道结”的部件的性能

提供了可能性。一篇相关的研究评述提到了这些量子点在“自旋电子学”中的潜力，自旋

电子学是指用电子的自旋性质，而不是电荷性质，来存储和处理信息。
报告：The Kondo Effect in the Presence of Ferromagnetism, Abhay N. Pasupathy,

et al.
研究评述：Boosting Magnetoresistance in Molecular Devices, Christoph Strunk
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