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冰層消退與北極科研條件的變化

 

北極的冰在融化，過去很多關于應該怎樣在北極圈內進行科研工作的假設也隨之消失了。在本期的一系列News Features和Comment文章中，我們對北極科研狀況的變化以及冰層消退所產生的政治及環境后果進行解讀。

 

海水來自哪里

 

地球的宏觀組成類似于一類被稱為“頑輝球隕石”的缺氧隕石，它們被認為是在早期太陽星云中形成的。這個觀點導致一個假設：原始地球是干的，包括水在內的揮發物來自小行星和彗星對地球的碰撞。然而，在六個“奧爾特云”彗星中測量出的“氘—氫”（D/H）比遠高于地球上的這個比例，明顯排除了這樣的天體居于支配地位的可能性。現在，“赫歇爾太空望遠鏡”被用來確定“柯伊伯帶”彗星103P/Hartley 2中的D/H比例。這個比例與地球上相似，說明這類彗星也許曾幫助形成了地球上的海水。

 

雜合型量子器件的應用前景

 

雜合型量子器件（在其中，一個超導量子位耦合到一個與之相對應的、基于自然原子或分子組合體的量子記憶體上）有望用于量子信息處理。然而，尚不清楚所需的相干量子耦合強度是否能夠達到。Zhu等人進一步展示了這類技術的應用前景：他們演示了一個超導流量子位和一個與金剛石中的“氮—空穴缺陷”相關的電子自旋的組合體之間的強相干耦合及量子能量交換。

 

能夠自我復制的納米材料

 

自我復制在生命系統中普遍存在，但幾乎沒有人工系統能夠復制其自身。然而，在材料制造領域它將是一種非常有用的性能，Wang等人現在報告了在這一領域向著實現自我復制的目標所邁出的第一步。利用能夠識別并以一種預先編程的方式結合互補瓦片的DNA瓦片圖案，他們首先設計了形成“7-瓦片”種子序列的瓦片圖案，然后利用這些“種子”指導第一代互補性“7-瓦片”子序列的形成。最后，這些子序列指導與最初的“種子”完全相同的“7-瓦片”孫序列的形成。因為DNA能組織無機物，所以這種方法有可能導致用復雜材料構建的納米結構和器件的多倍復制。

 

二氧化硫和大氣層的氧化

 

在距今大約25億年前（在太古代結束之后），大氣在被稱為“大氧化事件”的事件中由無氧狀態變成弱有氧狀態。利用一個火山排氣模型，Gaillard等人發現，觸發該事件的可能是在此之前發生的一個地殼形成階段。他們提出，隨著大陸的出現和火山越來越多地發生在地上而不是水下，巖漿揮發物在較低的壓力下被排放出來，導致排出的氣體被逐漸氧化。硫元素由以硫化氫（H2S）形式轉化為以二氧化硫（SO2）形式釋放，這種轉化隨后有可能促成了海洋硫酸鹽的還原以及地球大氣層的最終氧化。

 

美食與求偶之間的關系

 

求偶從時間和能量角度來說都是有很高代價的，所以動物必須確保在其求偶之前它們就已經找到了一個有潛在意愿的伙伴，這個工作經常是通過信息素交流來完成的。現在，Richard Benton及其同事發現，雄性果蠅在正式求偶之前也需要其附近有好的食物。他們發現，最近在文獻中所描述的一個化學傳感器離子通道家族中的一員，即“親離子受體84a”，對于感應來自水果的芳香物和那些控制求偶程序的、能夠感應信息素的神經通道來說都是關鍵。嗅覺回路和信息素回路之間的這種對話，構成一個以前沒有被認識到的演化機制，它將生殖行為耦合到好的進食點和產卵點。

 

人mtRNAP的晶體結構被確定

 

線粒體基因組的轉錄是由一個“單亞單元RNA聚合酶”（mtRNAP）完成的，后者與噬菌體T7的RNAP有較遠的關系。與T7 RNAP不同的是，mtRNAP需要另外的轉錄因子（TFAM和TFB2M）才能啟動轉錄。現在，人mtRNAP的晶體結構已被確定，它顯示了新穎的區域以及能夠解釋為什么需要TFAM和TFB2M（才能啟動轉錄）的機制性適應性。這些發現為了解包括從簡單的自給自足型酶到大型多亞單元復合物在內的聚合酶的演化提供了線索。

 

（田天/編譯，更多信息請訪問www.naturechina.com/st）