封面故事：

 

四足動物4億年前留下的行跡

 

近4億年前由四足陸地脊椎動物踩踏出的化石行跡的發現，將使人們對我們關于四足動物起源的認識進行重新評估。由Per Ahlberg及其同事獲得的這些發現來自波蘭圣十字山中的Zachelmie采石場。其中一些行跡保存非常完好，使人們可對足跡形態進行仔細研究，它們像是原始四足動物“魚甲龍屬”所留下來的。但使得這些行跡顯得如此特殊的還是它們的年齡：它們比已知最早的四足動物身體化石要早1800萬年，比最早的Elpistostegids（Tiktaalik、Panderichthys和它們的近親，被看做是魚類與四足動物之間的過渡形式）要早1000萬年。這些發現表明，我們所知道的Elpistostegids是后來幸存下來的，而不是直接的過渡形式，它們反映了我們對于陸地脊椎動物最早歷史的了解有多么少。本期封面所示為Zachelmie采石場的一塊石板，其上有一個行跡和一個有四趾印的孤立足跡，這些印記用木炭凸顯了出來。

 

消除恐懼記憶的新方法

 

再鞏固是人類記憶的一個自然機制：再鞏固階段允許記憶提取時所有的新信息被結合到舊記憶中。雖然人們曾通過再鞏固的藥理阻斷來在動物模型中防止恐懼的再現，但這些操縱中很多都涉及對人類有毒的化合物。現在，Elizabeth Phelps及其同事報告了一種重寫恐懼記憶的非損傷性方法，該方法可避免使用藥物。這種方法基于一種成熟的方法：對創傷性事件的記憶可通過在一個安全環境中反復暴露于創傷性提示而被消除。這項工作在一定程度上是成功的，但記憶只是被掩蓋，而不是被消除，并且能夠再現，比如說經過一段時間之后或受到壓力影響時。新方法的關鍵在于時機的選擇：如果“安全”信息是在舊恐懼記憶再鞏固的時間窗口內導入的，那么恐懼不會再現。這項工作表明，創傷后壓力失調和其他焦慮癥等也許對新型非損傷性治療方法會有反應。

 

銀河系中心磁場強度的新數值

 

有充足證據證明，在我們銀河系中心附近有一個磁場，但關于該磁場的強度卻存在很多不確定性。對該磁場強度的估計值在微高斯到毫高斯之間，而且大至1000微高斯的數值（比整個銀河系的典型值大約強10000倍）也曾見諸報道。對已發表的射電和伽馬射線數據所作的一項新的分析顯示，在該區域的非熱射電光譜中有一段方向向下的中斷，它表明銀河系中心磁場強度為50微高斯或更大一些。將這個發現與其他證據結合起來看，本文作者們得出結論說，大約為100微高斯的磁場強度是有可能的，這個強度與在星暴星系內部區域所發現的磁場強度在同一水平上。

 

“狄拉克震顫”的量子模擬研究

 

由保羅·狄拉克于1928年提出的描述相對論量子顆粒行為的“狄拉克方程”，將量子力學與狹義相對論融合了起來。從該方程推導出了若干特別的效應，其中包括一種快速的顫振運動或稱“狄拉克震顫”，該運動在理論上早就明確了，但難以在真實顆粒中觀測。Christian Roos及其同事利用一個處于束縛狀態的離子（設定其行為就像一個自由的相對論量子顆粒一樣），對“狄拉克方程”進行了原理證明量子模擬。在這個體系中，束縛離子實驗參數的高度可控狀態，使研究人員有可能對“狄拉克震顫”和教科書上關于相對論量子物理的其他例子進行模擬和研究。

 

摩擦接觸面演化過程的

 

微觀研究

 

地震和硬盤等各種不同體系的行為受摩擦運動及其強度的影響。乍一看似乎是接觸面間一種連續滑動過程的現象，事實上卻是微觀尺度上一系列“滑”和“粘”事件的產物。不過，這個層面上的摩擦力演化機制仍不清楚。Ben-David等人研究了兩個滑動體（PMMA塑料塊）之間局部接觸面的演化及它們界面的運動，發現它涉及四個不同的相。在幾微秒內，接觸面的所有減小都發生了。緊跟這個過程的是一個快速滑動相，然后是向一個速度慢得多的滑動過程的短促過渡，高峰為一個“粘”相，在這個時候運動停止。在過了幾百微秒之后，接觸面開始再次增加。這些結果為在很多重要技術環境中更好地了解這種運動提供了基礎。

 

基因組中的病毒“化石”

 

來自內生逆轉錄病毒的DNA是哺乳動物基因組中一個共同先祖特征。此前，逆轉錄病毒一直是已知留下這種化石記錄的唯一一組病毒，但現在，來自Borna-like N（EBLN）序列的元素已在人類、非人類靈長目動物、嚙齒類和一種黃鼠（地松鼠）的基因組中被發現。Borna病毒是未分段的、負鏈RNA病毒，在被感染細胞的細胞核中復制。在靈長目動物中，這些元素非常古老，是在距今超過4000萬年前形成的，而松鼠EBLN序列產生的時間則較晚。靈長類EBLN的開放閱讀框的保留，以及它們作為mRNA的表達，意味著它們在其宿主內可能發揮著基因新穎性之來源的功能。

 

神經回路的光開關

 

微生物視蛋白（感光離子通道）的實驗使用迎來了神經科學的一場革命，因為它們使得根據外源光調控作為遺傳研究目標的神經元的活性成為可能。現在，Ed Boyden及其同事對古細菌、細菌、植物和真菌的視蛋白新性質進行了篩選，發現了神經控制的一個全新機制：光驅動質子泵輸。雖然質子原本并不是被神經系統用作載荷子，但來自Halorubrum sodomense的archaerhodopsin-3的光驅動質子泵輸，能響應于光照來調控強大的神經沉默作用。來自真菌Leptosphaeria maculans的一個質子泵能夠在藍光照射下啟動神經沉默。這些試劑的使用將有助于用光來關閉神經回路，作為研究神經回路在行為和病理中所起作用的一種工具。

 

(田天/編譯，更多信息請訪問www.naturechina.com/st)