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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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