熊冬眠時的體溫與代謝脫耦聯

 

一項新的研究顯示，盡管黑熊在冬眠時的體溫只是略微有所下降，但它們的代謝活性卻有了顯著的下降：其代謝率減緩至它們正常活性的約25%。這一發現是令人意外的，因為，一般來說，人們已知一種生物的化學和生物學反應在其體溫每下降10攝氏度時就會減緩大約50%。這些阿拉斯加的黑熊的核心體溫只是下降了5攝氏度或6攝氏度，然而，它們的代謝率卻下降至比研究人員所想象的要低得多的水平。此外，據研究人員透露，黑熊的代謝在它們從冬眠中醒來之后的幾個星期中仍然受到顯著的抑制。Oivind Toien及其同事所獲得的這些被認為是惹麻煩的黑熊是由阿拉斯加漁獵部捕獲的，這些黑熊活動的地帶和人類的社區有點過于接近。這些黑熊被安置在設計成模仿熊的巢穴的結構之中。這些巢穴位于遠離人類打擾的森林之中，并配備了紅外線攝像機、活動探測器及其他的遙感裝置。研究人員還將無線電發射器植入到每只黑熊的體內以記錄該黑熊的體溫、心跳及肌肉活動。他們的研究是人們第一次當黑熊在自然條件下過冬時持續性地測量黑熊的代謝率和體溫。這些黑熊在從它們的巢穴中醒來之前會度過5至7個月的不吃、不喝、不大小便的日子，它們走出冬眠時的生理情況與它們進入冬眠時的情況近乎相同。黑熊的這種本領使得研究人員相信，將來，本研究中所收集的數據也許被應用于從改善醫療護理到開拓外太空旅行等范圍非常廣的嘗試之中。

 

地震的前奏

 

據一項新的研究披露，1999年土耳其大地震前反復出現的地震活動信號可能代表了該地震的開始階段。科學家們渴望發現可以告訴他們何時即將發生大地震的線索，但這些特別的發現是否也適用于其他的地震仍然是一個有爭論的問題。許多大地震之前會出現較小的前震，但人們一直不清楚的是，這些前震是否與主要的地震有關系。而且，許多地震好像根本沒有前震。Michel Bouchon及其在土耳其和法國的同事對1999年的7.6級的Izmit地震的記錄進行了分析。該地震是迄今為止有著最良好記錄的大地震之一。在此次地震中，與斷層比鄰的兩個板塊向水平方向相互錯位移動了大約3米。這一板塊的突發性移動發生在地殼的脆性部分。研究人員現在已經發現了一個來源于該脆弱地殼基底部的靠近“震源”（即斷裂開始之點）的早期的地震活動模式。該信號表明，這一部分的斷層在地震之前不規則但持續性地滑動了近44分鐘。文章的作者說，接下來要開展的步驟包括重新檢查其他大型的、記錄良好的地震的靠近斷層的地震記錄，以尋找類似的信號。持續性的地震監控網絡對了解其他類型的斷裂是否也是以這種方式表現的將是必要的。

 

讓流動的混合物變稠厚

 

研究人員報告說，對許多由帶有固體顆粒的液體組成的物質來說，只要在其中加入一點點的第二種液體就會對其質地產生令人吃驚的效應。例如，加入少量的水可令某種流動的、蛋黃樣的團塊狀懸浮液轉變成為一種稠厚的、凝膠樣的糊狀物。這些發現可能有多種工業上的用途。例如，添加第二種的液體可使混合物變得更為穩定，使得它們的顆粒會更為長久地處于懸浮狀態，令它們能更為容易地儲藏或運輸。這種方法還會創立一種強力但相對多孔的網狀物，它可以成為用于例如建筑材料或隔絕材料的輕質陶瓷或泡沫物質的基礎。Erin Koos和Norbert Willenbacher對在少量的第二種與第一種液體無法融合的（不相混合的）液體的影響下，懸浮在某種液體中的顆粒的行為表現進行了研究。他們發現，這些顆粒會因為顆粒與第二種液體之間的毛細管力而會集結成僵硬的網狀物。人們預計這種效應會在第二種液體可弄濕顆粒（即第二種液體會以一滴水在玻璃表面攤開的方式在顆粒中散布開）的情況下發生。但是，文章的作者意外地發現，這一效應甚至會在第二種液體不能弄濕顆粒的情況下發生（就像水珠在一張蠟紙上）。在這種情況下，該液體會將顆粒集聚在一起以期將其與第一種液體的接觸面最小化。

 

播撒克隆種子

 

一種制造產生母本植物克隆的種子的新方法可能在將來最終會導致自我繁殖的有性克隆的方式——研究人員說，這一突破可能對農業具有革命性的意義。在一篇文章中，Mohan Marimuthu及其同事描述了他們是如何通過將不同變異株的擬南芥植物進行雜交并通過種子而取得這一克隆的（或稱單性生殖）。研究人員將不同株的該植物與一株他們設計的植物進行雜交以在其受孕后清除其本身的染色體。他們解釋說，這一過程有效地將雄性或雌性配子轉變成為只有某一單組染色體的種子。這些植物有高達34%的后代會成為與它們的母本植物完全一樣的植物。研究人員甚至說，這些第一代的克隆植物可以再被克隆。他們的實驗證明，人們可通過操縱2到4個調節減數分裂和染色體分離的保守基因而做到用種子來克隆有性植物。

 

（本欄目文章由美國科學促進會獨家提供）