3月31日《自然》杂志内容精选


[日期:2016-04-12来源:  作者:2014127 阅读: 次]

封面故事:南极洲冰层对海平面上升的贡献

本期《自然》的封面图片所示为201619日西南极思韦茨冰川端部的冰崖的一幅由 “Landsat 8”卫星拍摄的自然色拼接图。Robert DeConto David Pollard采用一个新改进的、按上新世末次间冰期的海平面估计值作了校准的数值冰层模型,来预测今后五个世纪南极洲由一系列不同的温室气体情景所驱动的演变。该模拟显示,南极洲冰层对海平面上升的贡献潜力是在从几乎没有贡献到在2100年之前贡献超过一米、在2500年之前贡献超过15米之间。令人吃惊的高端估计值来自不减少的温室气体排放量和以前估计不足的两个机制:由表面融水造成的冰裂和大冰崖的坍塌。低端估计值表明,通过采取强有力的措施控制气候变化,能够极大减小人类社会受海平面上升影响的风险。

能安装到无人机上测量地球潮汐的重力计

重力计能测出局部重力加速的微小变化,其灵敏度高到足以能测量到地球的潮汐:由太阳、地球和月球的相对相位的改变造成的地壳弹性变形。现有重力计体积大、成本高,但现在Giles Hammond及同事开发出了具有一个新颖的反弹簧设计的一种紧凑的、便宜的微机电重力计。他们用它来测量重力加速,其灵敏度和稳定性高到足以能检测到地球的潮汐。该装置的小尺寸和低成本意味着,它可以安装到用于进行测量和勘探工作的一架无人机上、用来监测火山,或内置到多像素密度对比成像阵列中。

偶极子偶极子相互作用

跨越几个发色团的激子耦合在很多能量转移和光学过程中都极为重要。这种耦合仅仅通过考虑分子间相干偶极子偶极子相互作用就可以理解,但在复杂系统中要做到这一点却有挑战性;而且,这样的相互作用无法通过传统光学手段直接观察。现在Zhen-Chao Dong及同事显示,由来自一台扫描隧道显微镜尖端的电子隧道效应引起的高度局域化的激发所诱导的发光,可被用来描绘以明确方式排列的少数几个锌酞菁分子中的激子耦合的空间分布,以及用来描绘它是怎样依赖于单个分子的跃迁偶极子的相对取向和相对相位的。该方法预计将会为了解光捕获结构和分子光源提供详细信息。

树木对气候变暖的适应怎样限制CO2输出

一个不断变暖的世界中植物呼吸的增加,预计可能会通过向大气中释放更多的CO2而进一步加快变暖,但植物长期适应高温的程度却没有得到很好量化。Peter Reich等人测定了在森林条件下十个北美树种的叶子呼吸对五年长的一段时间的气候变暖(变暖幅度为3.4 )的适应情况。他们发现,这种适应将对非适应树种所预期的叶子呼吸增加量的80%消除了。这个结果表明,陆地植物由气候变暖造成的呼吸速度的加快(和与之相关的大气中CO2浓度的增加)可能没有所预测的那么大。

风险感知的神经关联

有些人喜欢寻找风险,有些人喜欢避免风险,甚至喜欢避免风险的人有时也会作出高风险的选择;我们不知道这一差异的神经基础是什么。Karl Deisseroth及同事通过大鼠研究显示,在作一个决定的过程中,伏隔核中表达 “2-型多巴胺受体”(D2R)的细胞的活性的增加,反映了以前决定的结果是 “loss”,同时也预测随后的选择是安全的。活性增加之大小的个体差异与风险喜好相关联。通过人工增加D2R神经元在决策期间的活性,作者可以将寻找风险的大鼠转变成避免风险的大鼠。这些结果表明,风险喜好的状态和特征差异是由表达D2R的伏隔核神经元控制的。

动物行为的遥控

这项研究描述了一项新技术,它使得神经元能够利用无线电波或磁场在自由行动的动物身上被远程激活或抑制。Jeffrey Friedman及同事利用系在一个热敏蛋白上的铁结合蛋白来激活或抑制小鼠下丘脑腹内侧核中的神经元。能感应葡萄糖的神经元的激活会增加血糖和胰高血糖素含量、抑制血浆胰岛素和增加进食。

这些神经元的抑制会降低血糖、增加血浆胰岛素和抑制对低血糖的反应。除了在基础研究中使得细胞活性能够被遥控外,这一方法作为替代深度脑刺激的一种微创方法还具有潜在的治疗意义。

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