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Nature 431: 7009
07 October 2004
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[自然要覽]
（選自英國Nature雜誌，2004年10月7日出版）
封面故事：氫元素的不同相
科學家預測，氫元素在高壓下存在異常相。自上個世紀30年代以來，科學家一直在
尋找固體氫的金屬相，但事實証明，氫的這種存在狀態難以獲得。來自美國勞倫
斯‧利弗莫爾國家實驗室的一個研究小組在本期Nature上預測，關於氫的不同相可
能還有更多讓人吃驚之處。他們報告了對氫的熔點所做的首次理論計算。結果表
明，在達到金屬晶體相之前，壓縮的氫將在約400Gpa (400萬大氣壓)的壓力下變成
一種低溫量子液體。模擬表明，氫的熔化伴隨著其對紅外線吸收的增加，這為觀察
其相變過程提供了一個標記。封面圖片（供圖：L. Krauss）所示為分子固體向量
子液體的轉變。
（Letters, p. 660）
基因組的合成（Starting from scratch）
基因工程已經不是新東西了。生物學家現在在合成基因組，改變遺傳代碼，思考新
的生命形式。那麼，現在是思考這些工作所伴隨的風險的時候嗎？Philip Ball向
專家們提出了這一問題。
（News Feature）
行星形成的溫床（Planets in the making）
太陽系附近的主序列恆星Beta Pictoris被認為是一個形成行星的溫床。它被一個
塵埃和氣體環所包圍，這個環非常像早期太陽系中存在的那種環。來自安裝在夏威
夷Mauna Kea山上的8.2米Subaru天文望遠鏡的新的紅外觀測結果顯示，該塵埃環的
組成隨位置在變化。尤其讓科學家感興趣的是塵埃分布中的三個峰，在這三個位
置，塵埃的補充在不斷進行。它們有可能是小行星帶，就像我們太陽系中的小行星
帶一樣，可能是被以12.5 AU（AU是英文原子單位的縮寫）的半徑運行的一個巨大
行星穩定了下來。（這個巨大行星比較靠近其中心恆星：木星距我們的太陽約5.2
個原子單位。）在靠近該塵埃環中心的地方，無定形的硅酸鹽顆粒似乎在轉變成晶
體顆粒，這是由於它們暴露於來自中心恆星的輻射所致。
（Letters, p. 660; News and Views）
海洋氣溶膠的構成（Marine aerosols: organic change）
海洋氣溶膠是海洋上空空氣中的顆粒，主要由海水浪花的蒸發形成。它們對大氣中
氣溶膠顆粒總數有很大貢獻，因而對全球反照率有很大貢獻。目前的研究工作集中
在來自海鹽和其他地方的硫酸鹽，把這種硫酸鹽作為海洋氣溶膠的主要成分。但對
在位於愛爾蘭西海岸的Mace Head研究站收集的海洋氣溶膠所做的一項新的研究表
明，有機物的貢獻也需要被考慮進去。當北大西洋出現大範圍浮游植物繁盛的時
候，有機物對海洋氣溶膠的貢獻可高達63%。在冬季，當浮游植物不是很繁盛的時
候，這個數字降到15%。將這一新的有機成分包括進一個對雲的形成所做的模擬
中，可使雲中液滴濃度增加15%，這使得它成為氣候模型中的一個重要組成部分。
（Letters, p. 676）
中國新發現暴龍化石（Tyrannosauroids: feather wait）
暴龍是最後的和最成功的恐龍之一，但我們對牠們的早期歷史仍然不是很了解。現
在，來自中國遼寧省義縣組的兩個化石標本（一個是一具近乎完整的頭骨，帶有脊
椎；另一個是一部分頭骨）將填補這方面的一些空白。牠們是已知最古老的暴龍，
距今約1.3億年。牠們與較晚的、更進化的暴龍和另一組食肉動物Coelurosaurians
有相似之處。但牠們也有一個不一樣的地方：新發現的化石中有一個像在中國發現
的一些Coelurosaurians一樣，有細絲狀皮膚覆蓋物，或稱之為“原始羽毛”。暴
龍應當是不會飛的，所以這些早期的羽毛一樣的結構很可能與保持熱量有關。
（Letters, p. 680）
猛瑪象等大型哺乳動物滅絕的原因（Extinctions: lack of the Irish）
科學家仍在繼續尋找在最近的地質年代中滅絕的大型哺乳動物（如猛瑪象和愛爾蘭
麋鹿）滅絕的原因。它是由於石器時代人類獵手的過度捕殺，還是由於“冰期”末
的環境變化？以前，人們認為愛爾蘭麋鹿是在距今大約10500年前滅絕的，但對來
自歐洲和西伯利亞的化石所做的一個大規模放射性碳測年研究表明，愛爾蘭麋鹿在
烏拉爾地區至少生存到距今7700年前。這意味著，猛瑪象和愛爾蘭麋鹿的最後滅絕
的原因都需要在“冰期”結束後很久所發生的事件中去尋找。
（Letters, p. 684; News and Views）
硅藻的適應性（Diatom success: a trick of the light）
硅藻是重要浮游植物，海洋中碳的固定近一半是由它們完成的。然而，我們不知道
它們何以能夠成功地在海洋上那麼多地方生存，尤其是在如鐵等痕量金屬含量極少
的離岸水域。對遠海硅藻Thalassiosora oceanica和沿岸硅藻T. weissflogii所做
的一項研究顯示，硅藻有一種出乎意料的生化適應性，這種適應性減少了遠海硅藻
對鐵的需求，而又不會影響其光合作用。這種適應性的代價是使硅藻適應光強度迅
速變化的能力降低，但這在開闊海洋上很少會成為一個問題。硅藻似乎能利用沿岸
水域和遠海水域之間光強度的根本性差別。這些發現向關於光合作用體系是怎樣相
互作用的傳統觀點（如“Z-方案”能量圖中所設想的情形）提出了挑戰。
（Letters, p. 689）
欺騙的代價（Can evolution beat the cheats?）
演化生物學家對“騙人是發不了財的”這句格言感到困惑。在很多情況下，似乎沒
有理由來解釋自然選擇為什麼偏愛合作者，而不是偏愛那些只獲得社會利益、而逃
避社會代價的騙子。現在，研究人員在社會性動物阿米巴蟲（Dictyostelium
discoideum）中找到一個可能的解釋。這種粘菌是被發育生物學家作為一個實驗模
型來研究的：在某些條件下，阿米巴蟲會放棄自由生活，而組合起來形成遷徙性的
“鼻涕蟲”，然後生成帶柄的、能產生孢子的身體。對一個騙子突變體來說，如果
它讓其他突變體去生成代價很高的柄的話，它就會受益；但如果一個突變體忽略讓
其去生成柄的信號的話，它就會受損，因為這樣也會降低那個細胞進入孢子的能
力。欺騙行為與一個個體的代價之間的這種遺傳聯系會限制欺騙行為的成功，並保
護集體利益。
（Letters, p. 693）
禽流感病毒可直接傳播給人類（Influenza in waiting）
H5N1禽流感病毒最近在亞洲的出現以及與人體中這種病毒相關的高死亡率清楚地提
醒我們，新的高致病流行病毒可能會感染全球大量人口。這種可能性是真實的，因
為禽流感病毒可在野生鳥類種群中傳播很多年而相對來說保持不變，而且我們現在
知道，禽流感病毒或至少是它們的一些基因，可直接傳播給人類。現在，一項用一
種目前正在傳播的人類病毒的相應蛋白代替“1918病毒性血凝素（HA）蛋白”的實
驗表明，能夠形成一種高致病病毒，類似於引起1918年流感大爆發的那種病毒。與
“1918病毒”中的HA蛋白類似的HA蛋白可能仍然存在於正在傳播的那些禽流感病毒
中，所以也許會最終直接、或通過一個媒介間接傳播給人類。全世界超過2000萬人
死於1918-1919年西班牙流感中。本研究表明，如果我們要避免這種事情再次發
生，就有必要建立一個有效的全球流感病毒監測網絡。
（Letters, p. 703）
前列腺癌的誘發因素（Trigger for prostate cancer）
人類前列腺癌通常是良性的，但在少數情況下可擴散並導致死亡。對刺猥分子信號
通道（根據刺猥調節基因命名）所做的一項研究表明，該分子通道與前列腺上皮的
退化有關。在正常組織中，該通道只是在需要它的時候和地方才會被佔用。在潛在
癌變組織中，該通道的激發似乎依賴於Smoothened的動作，後者是該通道的一個特
別構成部分，不在良性前列腺上皮細胞中表達。因此，監測和操縱刺猥通道，可以
使有擴散可能的前列腺癌的診斷和治療工作明顯改進。
（Letters, p. 707）
ARF對c-Myc致癌基因的直接影響（A handle on c-Myc cancers?）
c-Myc致癌基因（存在於絕大多數人類癌症中）的過度表達引起細胞周期無節制地
發展。在正常細胞中，c-Myc被腫瘤抑制因子所抑制，尤其是被ARF蛋白依賴於p53
的生產所抑制。現在，研究人員發現了ARF對c-Myc的一種新奇的直接影響，從而為
研究由失控c-Myc引起的癌症的治療性干預提供了另外一種方法。除與p53腫瘤抑制
因子發生相互作用外，ARF還與c-Myc結合，抑制其致癌活性，同時又不會影響
c-Myc抑制目標基因的能力或誘發細胞自殺的能力。
（Letters, p. 712）
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News and Views
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Developmental biology: Holding it together in the eye
Paul A. Janmey and Dennis E Discher
Page 635 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/full/431635a_fs.html>
Astromineralogy: Dust in another solar system
Steve Desch
Page 636 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/full/431636a_fs.html>
Molecular biology: No exception to reversibility
Yi Zhang
Page 637 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/full/431637a_fs.html>
100 and 50 years ago
Page 638 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/full/431638a_fs.html>
Palaeontology: Ecology of ice-age extinctions
John Pastor and Ron A. Moen
Page 639 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/full/431639a_fs.html>
Materials physics: Doping control for nanotubes
Reshef Tenne
Page 640 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/full/431640a_fs.html>
Cell biology: Light on pits
Elizabeth Smythe
Page 641 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/full/431641a_fs.html>
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Brief Communications
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Chicken genomics: Feather-pecking and victim pigmentation
Page 645 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/431645a_fs.html>
Pair bonds: Arrival synchrony in migratory birds
Page 646 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/431646a_fs.html>
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Articles
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Surface mechanics mediate pattern formation in the developing retina
Page 647 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02952_fs.html>
Direct integration of Hox and segmentation gene inputs during Drosophila
development
Page 653 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02946_fs.html>
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Letters to Nature
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An early extrasolar planetary system revealed by planetesimal belts
in [beta] Pictoris
Page 660 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02948_fs.html>
Magnesium sulphate salts and the history of water on Mars
David T. Vaniman, David L. Bish, Steve J. Chipera, Claire I. Fialips, J.
William Carey & William C. Feldman
Page 663 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02973_fs.html>
A superconductor to superfluid phase transition in liquid metallic hydrogen
Egor Babaev, Asle Sudbo & N. W. Ashcroft
Page 666 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02910_fs.html>
A quantum fluid of metallic hydrogen suggested by first-principles
calculations
Page 669 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02968_fs.html>
Room-temperature ferromagnetic nanotubes controlled by electron or hole
doping
Page 672 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02970_fs.html>
Biogenically driven organic contribution to marine aerosol
Page 676 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02959_fs.html>
Basal tyrannosauroids from China and evidence for protofeathers in
tyrannosauroids
Page 680 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02855_fs.html>
Pleistocene to Holocene extinction dynamics in giant deer and woolly
mammoth
Page 684 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02890_fs.html>
Photosynthetic architecture differs in coastal and oceanic diatoms
Page 689 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02954_fs.html>
Pleiotropy as a mechanism to stabilize cooperation
Page 693 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02894_fs.html>
Migratory neural crest-like cells form body pigmentation in a urochordate
embryo
Page 696 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02975_fs.html>
Role for a cortical input to hippocampal area CA1 in the consolidation of
a long-term memory
Page 699 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02965_fs.html>
Enhanced virulence of influenza A viruses with the
haemagglutinin of the 1918 pandemic virus
Page 703 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02951_fs.html>
Hedgehog signalling in prostate regeneration, neoplasia and metastasis
Page 707 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02962_fs.html>
p19ARF directly and differentially controls the functions of c-Myc
independently of p53
Page 712 <http://www.nature.com/nlink/v431/n7009/abs/nature02958_fs.html>
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Nature
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