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Nature 433: 7024
27 January 2005
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[自然要覽]
(選自英國Nature雜誌,2005年1月27日出版)
封面故事:梅毒流行的週期性
過去50年里美國多次梅毒流行有一個大致為10年的周期,這種波動被認為是由於性
行為的變化,但根據自1941年以來從68個城市收集的病例報告數據所做的一項新的
分析表明,它們是發病率的自然波動,與寄主免疫能力有關。美國城市之間梅毒流
行越來越同步,說明性行為網絡的聯系越來越緊密:目前同步的梅毒爆發可能是由
於無免疫能力的個體的累積,而不是由於人們回歸不安全的性行為。(Letters,
p. 417; News and Views)封面圖片:梅毒病原體Treponema pallidum的電子顯微
圖(Alfred Pasieka/ Science Photo Library)
怎樣利用電視傳播科學知識(As not seen on TV)
美國和歐洲近一辦成年人從電視上獲得科學知識,其中多數是從輕鬆的大眾節目和
地方新聞節目中獲得的,而不是從公共廣播頻道的縱深記實節目中獲得的。在本期
Commentary文章中,Eliene Augenbraun認為,科學家和他們所在單位的新聞部門
應更多關注能夠接觸到多數人的媒體,即商業電視。這意味著要使科學信息視覺
化,使其與目標受眾的日常生活有關。
(Commentary, p.357)
關於宇宙中暗物質的新結果(Make the rough from the smooth)
在“大爆炸”後不久,宇宙幾乎是完全平靜的、均勻的,但在物質分布上也有隱藏
的小波動,從“大爆炸”之後2000萬年起,這些波動開始經歷引力坍塌。對接下來
要發生的事情來說的一個關鍵是構成宇宙大部分結構的神秘暗物質的性質。有一種
假想的粒子名為“中性伴隨子”(Neutralino),科學家假設,該粒子是暗物質的
主要成分。根據這一假設所做的新的超級計算機計算結果表明,宇宙中形成的最早
的結構是與木星質量相同的暗物質暈輪,大小相當於太陽系。這些新的計算結果說
明,我們的銀河系中有足夠多的這些物質,可供太陽系每1萬年從暗物質雲穿過一
次。這些結果對於那些數量越來越多的正在進行當中或處在規劃階段的、以識別暗
物質性質為目標的實驗具有參考價值。
(Letters. p. 389)
“無尺度”網絡的共同特點(Complex matters)
“無尺度”網絡,如互聯的網頁、社會團體中的人、或細胞和蛋白相互作用網絡,
表現出不均勻的連接性分布,即每個節點沒有典型數目的鏈節。這些網絡中有很多
還展現出“小世界”效應,在社會學上被稱為“六種程度的分離”。對這種網絡所
做的一項新的分析(在此項分析中,節點被分隔進不同大小的盒子內)顯示,它們
有一個令人吃驚的共同特點,即自我相似性。換句話說,這些網絡是按照不同長度
尺度或“不同分離程度”由自重覆模式構造成的,類似於幾何學中的不規則結構。
這一發現可幫助解釋這種網絡的無尺度性質是怎樣出現的。
(Letters, p. 392; News and Views)
地球陸地上“丟失的”硅找到了(Missing Si units)
硅是地球上第二種含量最多的元素,參與重要的陸地和海洋生物化學過程。然而,
人們對其陸地循環沒有很好定量,在硅同位素預算中有一個“丟失的”硅庫。海洋
和河流中的水與火成巖相比富含硅-30,說明有一個耗盡了硅-30的未知的大陸硅
庫。現在,在新一代質譜儀的幫助下,Basile-Doelsch等人獲得了對來自法國南部
沙巖的石英中硅同位素的實地測定數據。測定結果表明,樣品中硅-30的消耗程度
比以前報告的任何陸地樣品中都大,這說明由石英在土壤和地下水中沉澱所形成的
硅酸化岩石可解釋所“丟失的”硅庫。
(Letters, p. 399)
溫室效應的量化模型研究(Climate models: net gain)
在“climateprediction.net"項目中,數以千計的人自願貢獻出他們PC上的剩餘計
算能力,來幫助對我們的氣候響應溫室氣體濃度升高的方式中所存在的不確定性進
行量化。通過將一個先進的氣候模型運行數千次,有可能找出該模型是怎樣對無法
明確計算出的物理過程的近似值的微小變化做出反應的。現在,第一批結果已經被
分析出來,在真實反映氣候條件的模擬中,地表溫度的變化範圍從低於2攝氏度到
高於11攝氏度。這些數值代表著可能的長期變化,是整個地球的平均值,是通過在
模型中將大氣中CO2濃度加倍獲得的。複雜模型被發現有如此寬的響應範圍這還是
第一次。它們的存在可幫助量化與區域水平上的氣候變化相關的風險。
(Letters, p. 403)
埃特納火山噴發的能量來源(Etna turns up the gas)
埃特納火山2000年的噴發之所以引人注目,是因為它有一組多達64個的週期性熔巖
噴孔,將熔巖碎片噴到近900米的高空。科學家提出,此次火山噴發有兩個能量來
源:一個是岩漿本身在其迅速上昇過程中所釋放的氣體;另一個是深層積累的氣體
所造成的壓力的累積。確定二者中哪個是火山噴發的驅動力一直很困難。但埃特納
火山的一個噴孔為火山學家提供了利用遙感技術來確定氣相的紅外光譜的機會。火
山學家通過這種方法測定出了作為這一噴孔動力來源的氣體的化學組成,其結果與
該氣體來源於一個累積的氣體層的假設是一致的。
(Letters. p. 407)
不同物種為什麼能共存(Time-share aids biodiversity)
了解遺傳多樣性在自然界是怎樣維持的是一個根本性的問題。現有理論所假設的種
群動態過於簡單,儘管這些動態很少得到證據支持。例如,在海洋浮游生物生態學
的核心就有一個矛盾:這麼多不同的物種是怎樣靠基本上是相同的一個資源庫共存
的,而又沒有一種或另一種物種居於支配地位?用水蚤及其藻類獵物所做的精巧的
實驗表明,答案在於競爭物種的生命階段的時間選擇上。每個物種都包括處於不同
生命階段的個體群,它們在一年不同時間有不同需求和不同豐度。由於豐度的高峰
和低谷很少趕在同一時間,所以生態系統中有足夠空間供所有物種共存。
(Letters, p. 410)
生態系統多樣性與穩定性之間的關係(Ecology: the long view)
研究發現,較大的生物多樣性能增強小片土地上的生態穩定性,這種效應持續的時
間從幾個星期到幾十年不等。但要使多樣性與穩定性之間的聯系對生態學家來說達
到有意義的程度,必須能夠証明這種聯系會在大範圍內和長時間段上發生。對古珊
瑚所做的一項新的研究表明,多樣性與穩定性之間的關係在地質時間尺度上會留下
痕跡,可按比例放大到數百萬年的時間和全球的規模。化石記錄中所保留下來的礁
石生態系統中變化的分類多樣性表明,在一個給定的1000萬年的時間間隔內,礁石
平均多樣性越大,在下一個時間間隔內礁石生態的變化越小。礁石如果能產生數量
更多的物種的話,它們發生變化的可能性會較小,但這也可能意味著,面對全球變
化,今天多樣化的礁石也許不能很快適應。
(Letters, p. 413; News and Views)
植物為什麼也有敏捷的動作(Plant movements: a touch of Venus)
捕蠅草只需100毫秒就能捕獲其獵物,是植物界最快的動作之一。其觸發毛對刺激
的生化反應和一個動作勢能通過葉子傳播的方式都已經很清楚,不太清楚的是其捕
蠅器的刺激後閉合機制。現在,研究人員利用高速攝像技術、顯微技術和力測定技
術,發現捕蠅草的快速閉合機制來自一種機械挫曲不穩定性。捕蠅草雙曲葉的幾何
特徵提供了一個機制,該機制可以先儲存、然後釋放彈性能量。了解植物的其他快
速動作是否採用類似機制或是否形成了一系列不同機制將是很有趣的。
(Letters, p. 421)
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News and Views
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Complex systems: Romanesque networks
Steven H. Strogatz
Page 365
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/full/433365a_fs.html>
Sexually transmitted diseases: Epidemic cycling and immunity
Bryan Grenfell and Ottar Bjornstad
Page 366
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/full/433366a_fs.html>
Cell biology: Border crossing
James U. Bowie
Page 367
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/full/433367a_fs.html>
Materials science: Build your own superlattice
Guus Rijnders and Dave H. A. Blank
Page 369
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/full/433369a_fs.html>
Ecology: Paradise sustained
Shahid Naeem and Andrew C. Baker
Page 370
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/full/433370a_fs.html>
100 and 50 years ago
Page 371
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/full/433371a_fs.html>
Obituary: Maclyn McCarty (1911-2005)
Richard M. Krause
Page 372
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/full/433372a_fs.html>
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Brief Communications
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Sexual behaviour: Rapid speciation in an arthropod
Tamra C. Mendelson and Kerry L. Shaw
Page 375
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/433375a_fs.html>
Oscillatory motion: Quantum whistling in superfluid helium-4
E. Hoskinson, R. E. Packard & Thomas M. Haard
Page 376
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/433376a_fs.html>
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Brief Communications Arising
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Marine ecology: Different measures of biodiversity
John R. Dolan
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03320_fs.html>
Marine ecology: Different measures of biodiversity (Reply)
Xabier Irigoien, Jef Huisman & Roger P. Harris
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03321_fs.html>
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Articles
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Recognition of transmembrane helices by the endoplasmic reticulum
translocon
Tara Hessa, Hyun Kim, Karl Bihlmaier, Carolina Lundin, Jorrit Boekel,
Helena Andersson, IngMarie Nilsson, Stephen H. White & Gunnar von Heijne
Page 377
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03216_fs.html>
Drosophila Spire is an actin nucleation factor
Margot E. Quinlan, John E. Heuser, Eugen Kerkhoff & R. Dyche Mullins
Page 382
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03241_fs.html>
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Letters to Nature
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Earth-mass dark-matter haloes as the first structures in the early
Universe
J. Diemand, B. Moore & J. Stadel
Page 389
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03270_fs.html>
Self-similarity of complex networks
Chaoming Song, Shlomo Havlin & Hernan A. Makse
Page 392
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03248_fs.html>
Strong polarization enhancement in asymmetric three-component
ferroelectric superlattices
Ho Nyung Lee, Hans M. Christen, Matthew F. Chisholm, Christopher M.
Rouleau & Douglas H. Lowndes
Page 395
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03261_fs.html>
Another continental pool in the terrestrial silicon cycle
Isabelle Basile-Doelsch, Jean Dominique Meunier & Claude Parron
Page 399
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03217_fs.html>
Uncertainty in predictions of the climate response to rising levels of
greenhouse gases
D. A. Stainforth et al.
Page 403
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03301_fs.html>
Spectroscopic evidence for a lava fountain driven by previously
accumulated magmatic gas
Patrick Allard, Mike Burton & Filippo Mure
Page 407
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03246_fs.html>
Long-term relationships between ecological stability and biodiversity in
Phanerozoic reefs
Wolfgang Kiessling
Page 410
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03152_fs.html>
Stage-structured cycles promote genetic diversity in a predator-prey
system of Daphnia and algae
William A. Nelson, Edward McCauley & Frederick J. Wrona
Page 413
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03212_fs.html>
Host immunity and synchronized epidemics of syphilis across the United
States
Nicholas C. Grassly, Christophe Fraser & Geoffrey P. Garnett
Page 417
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03072_fs.html>
How the Venus flytrap snaps
Yoel Forterre, Jan M. Skotheim, Jacques Dumais & L. Mahadevan
Page 421
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03185_fs.html>
Simulation and validation of modelled sphingolipid metabolism in
Saccharomyces cerevisiae
Fernando Alvarez-Vasquez, Kellie J. Sims, L. Ashley Cowart, Yasuo
Okamoto, Eberhard O. Voit & Yusuf A. Hannun
Page 425
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03232_fs.html>
APOBEC3G cytidine deaminase inhibits retrotransposition of endogenous
retroviruses
Cecile Esnault, Odile Heidmann, Frederic Delebecque, Marie Dewannieux,
David Ribet, Allan J. Hance, Thierry Heidmann & Olivier Schwartz
Page 430
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03238_fs.html>
Chd1 chromodomain links histone H3 methylation with SAGA- and
SLIK-dependent acetylation
Marilyn G. Pray-Grant, Jeremy A. Daniel, David Schieltz, John R. Yates
III & Patrick A. Grant
Page 434
<http://www.nature.com/nlink/v433/n7024/abs/nature03242_fs.html>
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生活的意義是什麼?
海安的頹廢?我沒本錢!
吉兒的"自由是群體足夠的自律融入群體的生命?"太偏激了!
還是馬蒂的無是論?逃避?那又太沒價值與存在感!
那到底是什麼?
我不清楚!
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