關毅 (本刊特約記者)

書寫時代的傳奇

關毅 (本刊特約記者)

十年跋涉，歷盡艱險，迄今速度最快的人類探測器“新視野”終于見到了“有心”的冥王星。匆匆一見之后，距地球超過52億km的“小新”，如今已向更遠的深空飛去，不再復返?！靶乱曇啊睂ね跣堑拇掖乙黄常ǖ?.2億美元。這一長達數年的單程“約會”，究竟有多重要？1965年，也是在7月14日，“水手4號”探測器飛掠火星，成為人類探測器首次近距離觀測另一星球。隨后的50年間，人類探測器先后飛抵太陽系八大行星，而曾經的第九大行星冥王星卻因距離遙遠，從未迎來人類探測器。50年后的同一天，“新視野”飛抵冥王星，這簡直比科幻作品還令人稱奇?！靶乱曇啊钡倪@一瞥，不僅讓人類終于看全了太陽系原“九大行星”，更代表人類完成了行星際觀測“第一階段”的任務。項目首席科學家艾倫?斯特恩指出，長達半個世紀的努力，將“永遠是我們這個時代的傳奇”。

科學家發(fā)現露西的“鄰居”為距今340萬年前生活在埃塞俄比亞的一個新人種

你好呀，露西的鄰居。研究人員指出，在埃塞俄比亞北部發(fā)現的頜骨及牙齒化石屬于一種古人類，他們大約生活在與露西(南方古猿阿法種)相同的年代，卻是一個截然不同的人種。

這一新人種化石的埋藏地點距離發(fā)現露西及其他南方古猿阿法種個體的哈達爾遺址僅僅相距35 km。研究人員將其稱為Australopithecus deyiremeda。據估算，他們生活在距今350萬年前至330萬年前。由于南方古猿阿法種生活在距今370萬年前至300萬年前，因此這兩個物種之間可能存在時間上的重疊(盡管露西自身可能由于生得太“晚”而無法看到另一個物種)。

Australopithecus deyiremeda的下頜骨(圖片來源：Yohannes Haille-Selassie)

新的發(fā)現表明，在距今300多萬年前，有幾種不同的古人類——親緣關系比黑猩猩更接近人類的物種——漫步在東非大地上。第三種古人類(肯尼亞平臉人)大約在相同的年代生活在今天的肯尼亞地區(qū)。

美國俄亥俄州克利夫蘭自然歷史博物館古人類學家Yohannes Haille-Selassie表示：“那么問題來了，究竟是哪一種古人類最終進化成為智人？”Haille-Selassie的研究團隊日前在《自然》雜志上報告了這一研究成果。他說：“這是一個價值6 400萬美元的問題。”

當研究人員在2011年3月發(fā)現一個上下頜骨化石時，他們并沒有意識到這些遺骸的重要意義——此時恰逢研究人員在埃塞俄比亞北部荒蕪的Woranso-Mille地區(qū)野外考察季的最后一天。Haille-Selassie說：“這迫使我們延長了在野外停留的時間?！?/p>

考慮到這里距離哈達爾很近，后者曾發(fā)掘出屬于南方古猿阿法種的數百件化石，包括露西相對完整的遺骸，研究人員推測，這些新發(fā)現的骨骼化石可能也屬于南方古猿阿法種。

然而研究人員通過進一步比對后發(fā)現，與在哈達爾出土的古人類鄰居相比，新化石的下頜更強壯，同時牙齒也更小。并且肯尼亞平臉人(在肯尼亞圖爾卡納湖附近發(fā)現的距今350萬年前以平臉為特征的古人類)也被證明不能與新化石完全匹配。

Haille-Selassie說：“我們相信它不同于我們之前知道的所有物種?！睘榱说贸鲆粋€更加強有力的結論，他的研究團隊希望能夠將Australopithecus deyiremeda的下頜與來自一種至今仍未確認的物種的腳骨化石聯(lián)系起來。后者也是由Haille-Selassie的研究團隊在Woranso-Mille地區(qū)發(fā)現的，它屬于一種與露西相比更愛待在樹上的物種。Haille-Selassie表示：“之后我們會在一個更有利的位置指出這是一個全新的物種?！泵@一物種的deyiremeda是當地阿法語中“接近”和“親戚”的意思。

Haille-Selassie表示，在距今350萬年前，有幾種古人類生活在東非地區(qū)并不讓人感到吃驚；100萬年后，他們的后代同樣也是各不相同。

英國倫敦大學學院古生物學家Fred Spoor推測，這兩個物種可能都曾茁壯成長，因為他們沒有直接爭奪食物、住所和領土。Australopithecus deyiremeda與南方古猿阿法種不同的下頜形狀表明他們用牙齒咀嚼不同的食物。

但是由于化石中手的證據很少，因此Spoor警告稱不要過早對兩者之間的關系下結論?！拔覀儾粦撏蝗挥X得他們會站在阿瓦什河邊，握著手說，‘你在這里干什么呢？’”

露西是1974年在埃塞俄比亞發(fā)現的一具南方古猿阿法種的化石，被認為是第一個直立行走的人類，是目前所知人類的最早祖先。

“全球變暖暫停”其實從未發(fā)生數據偏差導致這一誤讀

根據一項最新的分析，全球變暖出現一個明顯的停頓或許只是海市蜃樓。研究人員在2015年6月5日出版的美國《科學》雜志上報告指出，21世紀以來，全球平均氣溫一直在持續(xù)上升。

這一發(fā)現顛覆了政府間氣候變化專門委員會(IPCC)于2013年發(fā)布的一份報告。該發(fā)現基于對美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)運作的全球溫度記錄進行的一次修正。NOAA數據集的前一個版本則顯示在新千年的頭十年中全球變暖有所減緩。

這些浮標能夠提供全球的溫度數據(圖片來源：CLAUDIA KüNKEL)

研究人員修改了NOAA的數據集，從而糾正已知的海洋表面溫度記錄的偏差，同時吸納了新的延伸到北極(該區(qū)域的觀測結果非常稀少)的陸基監(jiān)測站的數據。更新的NOAA數據集同時包括從2013年到2014年的觀測結果——后者被認為是有溫度記錄以來最熱的年份。

這項研究的通信作者、北卡羅來納州阿什維爾市國家環(huán)境信息中心主任Tom Karl表示：“底線是IPCC報告說過去15年的全球變暖速度不及之前30年到60年的速度。”他說：“根據我們的數據，這一結論不再有效?！?/p>

在這項分析出臺之前是一系列的論文，后者試圖解釋全球氣溫為何在這個千年之交顯得如此平穩(wěn)。NOAA更新的溫度記錄依然顯示實際溫度要比大多數氣候模型預測的同期溫度低。但Karl表示，變暖的趨勢明顯持續(xù)到2014年年底。

“Tom Karl和同事在這項研究中進行了扎實的工作，但他們大多只是證實了我們已經知道的事情?！辟e夕法尼亞州立大學氣候學家Michael Mann認為，“全球變暖并沒有真正的‘暫?！颉袛唷！?/p>

NOAA溫度記錄的最大變化來自于對海洋溫度讀數的糾正，這是考慮到船舶和浮標測量的差異。

科學家早就知道，即便在同一地點，船只記錄的海洋溫度也要比浮標略微溫暖一些。在過去的20年里，大量涌入的浮標數據使得海洋變暖的速度明顯變低。NOAA如今調整后的結果與英國氣象辦公室給出的全球溫度記錄相一致。

總體來說，Karl的研究團隊發(fā)現，從2000年到2014年，全球氣溫以每10年0.116 K的速度增加，相比之下，從1950年到1999年，這一速度是0.113 K。并且Karl表示，一旦他的團隊計算了正在迅速變暖的北極的溫度，這一速度還可能增加。研究人員曾于2013年發(fā)現，人工測得的北極溫度與英國氣象辦公室的溫度記錄存在差距。

然而最新的研究結果只解決了問題的一部分。IPCC使用的氣候模型仍然預測全球變暖還將繼續(xù)，但是科學家已經記錄了這些模型沒有考慮的各種因素會導致對溫度的抑制。這些因素包括較弱的太陽輻射、火山氣溶膠對陽光以及海洋環(huán)流的阻礙。

紐約市美國宇航局戈達德空間研究所所長Gavin Schmidt表示，輕微的誤差也是科學家需要考慮的一個問題。

美飛赴空間站火箭升空后爆炸一年內相繼發(fā)生3次發(fā)射失敗

2015年6月28日，美國太空探索技術公司(SpaceX)的一架獵鷹9號火箭在佛羅里達州卡納維拉爾角發(fā)射升空不久后爆炸，殘骸落入大西洋。據悉該火箭攜帶了超過1 800 kg的物資，原計劃為國際空間站(ISS)運送給養(yǎng)及設備。

從2014年10月以來，這已經是向空間站運送物資的任務的第三次失敗，當時由弗吉尼亞州杜勒斯市軌道科學公司制造的一枚安塔瑞斯火箭在發(fā)射過程中爆炸。2015年4月，一艘俄羅斯進步號飛船在起飛后不久失去控制。

美國宇航局(NASA)人類探測與操作首席助理Bill Gerstenmaier在爆炸發(fā)生后的新聞發(fā)布會上表示：“這真是艱難的一天?！彼f：“這并不是我真正想要的一個周日的下午，但航天飛行并不容易?！薄拔覀儗κズ教炱饔行睦頊蕚?，但我們沒想到一年內會失去3個?！睋嘎?，NASA最后一次接收到信號是在發(fā)射后2分19秒。

位于加利福尼亞州霍桑市的SpaceX在今年早些時候已經成功完成了兩次空間站的供給任務，而6月28日的發(fā)射是其第七次飛往ISS。原計劃第三次嘗試讓火箭第一級垂直降落在海上一艘無人船上的嘗試再次失敗。該公司正在與NASA合作調查此次發(fā)射為何失敗。

SpaceX董事長兼首席運營官Gwynne Shotwell表示，獵鷹9號火箭搭載的龍飛船在發(fā)射失敗后曾傳輸了遙測數據，這將為分析到底發(fā)生了什么提供線索。

搭載貨運飛船的美獵鷹9號火箭發(fā)射后不久爆炸 (圖片來源：NASA)

SpaceX創(chuàng)始人Elon Musk則在推特上提供了其他一些細節(jié)。“在火箭第二級液體氧氣罐中存在一個超壓事件。數據顯示，這是有悖常理的原因?！?/p>

負責N A S A空間站項目的Michael Suffredini表示，ISS上的3名宇航員很安全，并且擁有能夠支撐到10月的食物和淡水。

獵鷹9號火箭此次攜帶的貨物包括空間站水處理設備的替換零件、太空行走的宇航服以及一個用于對接不同商業(yè)航天器的國際對接適配器。其他損失則包括“大量重要的研究設備”，其中有微軟虛擬現實顯示設備，約250個科研項目和超過30項學生科研項目的“關鍵材料”。

接下來，俄羅斯將于7月發(fā)射進步號飛船，為空間站送去數噸食物、補給等物資。隨后，日本計劃于8月向ISS發(fā)射鸛號無人貨運飛船。軌道科學公司此前宣布將于2015年年底恢復向空間站運送補給物資，然后利用升級版安塔瑞斯火箭完成剩余的貨運任務。然而，接二連三的失敗，難免讓人們對太空站運貨任務心生憂慮。

對SpaceX而言，更可謂損失慘重。龍飛船是目前唯一有能力返回地球的貨運飛船。最讓人沮喪的，莫過于該公司失去了讓獵鷹9號火箭第一級在海上無人船上“精準著陸”的第三次嘗試機會。發(fā)射前，無人船就已在大西洋預定位置待命，貼出了“我依然愛你”的標語，準備海上回收一級火箭。

研發(fā)可重復使用的火箭，大幅降低發(fā)射成本，可謂業(yè)界長久以來的夢想。由于SpaceX前兩次嘗試均與成功近在咫尺，因而此次發(fā)射尤為引人關注。

NASA局長Charles Bolden在當天發(fā)表的一份聲明中說，NASA對太空探索技術公司最近一次空間站貨運補給任務感到失望，但“航天是項艱難挑戰(zhàn)……今天的發(fā)射失敗不會阻止我們雄心勃勃的載人航天計劃”。

SpaceX之前與NASA有一份合同，計劃從2017年開始為后者運送宇航員。Gerstenmaier表示，現在就確定這次事故是否會影響該時間點為時尚早。

“新視野”號探測器近距離飛過冥王星人類初步完成太陽系探測

這個信息是短暫而甜蜜的：冥王星任務繼續(xù)存在。美國東部時間2015年7月14日晚間，美國宇航局(NASA)接到了一個“新視野”號探測器往家里發(fā)的一條信息，這一信號代表著探測器在飛越冥王星的過程中挺了過來。在當天的早些時候，NASA的科學家剛剛慶祝了“新視野”號探測器以最近的路徑飛越了冥王星，但由于探測器有將近24 h無法與地球通信，因此項目團隊只能假設一切都在按計劃進行著。

根據科學家的計算，“新視野”號探測器與冥王星系統(tǒng)的碎片發(fā)生一次災難性碰撞的幾率是非常小的——不到1比10 000，但在與這架摯愛的探測器恢復聯(lián)系之前，人們依然經歷了焦急的等待。

美國東部時間7月14日20點53分，信號來了——NASA的“深空網絡”位于西班牙的一臺射電望遠鏡首先鎖定了“新視野”號探測器的信號。這一信息是在4.5 h之前由新“視野號”探測器發(fā)送的，主要包含了探測器的健康信息，并由馬里蘭州約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)的項目管理人員快速進行了評估。

20點58分，該項目主管Alice Bowman認為這些信息已經足夠了?！拔覀冇幸粋€健康的探測器?！彼f，“我們從冥王星出站。”

“新視野”號探測器拍攝的冥王星(圖片來源：NASA )

至此，人類已經完成了最初的太陽系探測。隨著“新視野”號探測器在歷經9年半的飛行后抵達冥王星，標志著對太陽系“第三區(qū)”(即由數千冰凍天體構成的柯伊伯帶)的第一次探測順利完成。盡管在2006年，冥王星被降級至一顆矮行星，但作為柯伊伯帶最大的一顆天體，科學界一直對它懷有濃厚的興趣。

就在當天上午，在NASA“新視野”號項目的運行中心APL，隨著時鐘的指針指向7點49分，數百名科學家、友人和家人大聲歡呼并擁抱在一起，很多人都禁不住流下了眼淚。這一刻標志著“新視野”號探測器成功飛越了冥王星最接近點。此時，在距離地球47億 km的地方，“新視野”號探測器正在距離冥王星表面12 500 km的軌道上繼續(xù)前進。

在飛離冥王星系前，“新視野”號的任務是收集盡可能多的數據信息，這些數據全部傳回地球需要16個月的時間。近距離飛掠冥王星后，“新視野”號還將繼續(xù)前行，進入太陽系邊緣神秘的柯伊伯帶，那里可能隱藏著數以千計的冰凍巖石小天體。如果一切順利，“新視野”號將成為人類第一個探索柯伊伯帶的深空探測器。

冥王星曾被看作太陽系第九大行星。但國際天文學聯(lián)合會于2006年對大行星重新定義，冥王星被“開除”而降級為矮行星。冥王星體積很小且與地球相距遙遠，人們對它知之甚少。

“新視野”號探測器于2006年1月17日發(fā)射升空，主要目的是對冥王星、冥衛(wèi)一等柯伊伯帶天體進行考察，它是第一艘飛掠冥王星的探測器。該探測器將成為人類有史以來最快速的人造飛行物體，它飛越月亮繞地球軌道不到9 h，到達木星引力區(qū)只用了13個月。

世衛(wèi)組織將修改抗艾指導方針大量實驗數據支持對HIV感染者盡早開展治療

世界衛(wèi)生組織(WHO)日前表示，它將建議每一個艾滋病病毒(HIV)感染者在診斷后應盡早使用抗逆轉錄病毒(ARV)藥物進行治療——一系列令人信服的試驗已經證明了早期治療的益處。

該組織在加拿大溫哥華召開的國際艾滋病(AIDS)協(xié)會(IAS)年會的一場衛(wèi)星會議上，討論了被廣泛預期的改變其現有指導方針的計劃；與此同時，研究人員還在此次IAS年會上公布了來自ARV治療試驗的鼓舞人心的最新結果。

WHO下屬HIV/AIDS部門主任Gottfried Hirnschall表示：“鑒于我們在本次會議上聽到的令人鼓舞的結果，我們正在努力推薦向所有HIV檢測呈陽性的人盡早提供治療。”該組織更新的指導方針預計將在2015年12月生效。

WHO建議每一個HIV感染者都應盡早得到治療(圖片來源：Marco Longari/AFP/Getty Images)

Hirnschall強調，這一變化將使有資格獲得藥物的HIV感染者數量從3 000萬提升至3 690萬。

WHO當前的指導方針建議立即治療幼兒、孕婦和同時患有其他傳染病(例如肺結核)的病人?；蛘吒毡榈刂v，當任何HIV感染者的CD4細胞——免疫系統(tǒng)的一部分——低于某一特定閾值時就應接受治療。

Hirnschall表示，隨著響應比例的增大，未來5年將需要約300億美元，其中的一半將用于HIV測試及藥物治療。然而專家警告稱，當務之急是找到并測試HIV攜帶者?！斑@些人當中只有50%知道自己的病情。”Hirnschall說，而其中據估計又只有40%的人目前正在接受治療。

WHO的新計劃得到了7月20日在IAS年會上發(fā)布的兩項ARV治療長期試驗結果的支持。

其中一項HPTN 052研究在2011年已經證明，對一對夫婦中受感染一方立即進行治療能夠使未感染一方被感染的幾率減少96%(相對于沒有立即接受治療的對照組而言)。這一證據是如此有力，以至于該項研究的設計最終被更改為對所有參與者提供治療。4年后，長期結果幾乎同樣令人印象深刻，研究人員表示，在這些接受了早期藥物治療的人中，HIV的傳播風險減少了93%。

另一項START試驗則在2015年5月報告了中期結果，表明對HIV感染者進行早期藥物治療能夠使其罹患重大疾病或死亡的風險減少53%。在7月20日公布的完整結果中，這一比例下降至57%。

“抗逆轉錄病毒的治療奏效了?！敝鞒諬PTN 052試驗的美國教堂山市北卡羅來納大學全球健康與傳染病研究所所長Myron Cohen表示，“‘預防性治療’運動將為確保這成為一項公共衛(wèi)生戰(zhàn)略帶來極大的信心并在整個過程中舉重若輕。”

Cohen相信及早干預能夠減少HIV傳播的所有途徑。他說：“觀察性研究顯示，它對于曾與男性發(fā)生性行為的男性HIV感染者同樣有效，如今我們正在進行另一項有關靜脈吸毒者的研究?！?/p>

為HPTN 052試驗提供資金的美國國立衛(wèi)生研究院下屬國家過敏癥與傳染病研究所所長Anthony Fauci評論稱：“在很長一段時間里，你的工作重點應該放在預防HIV感染還是治療HIV感染一直存在爭論，但HPTN 052試驗表明，預防就是治療?！?/p>

Fauci同時強調，START試驗的結果表明了早期藥物治療的雙重益處。他說：“大量數據壓倒性地表明，你正在得益于HIV傳播的減少，同時你也受益于那些得到治療的人。這是相當堅實的證據?！?/p>

“懶”到基因里的大熊貓

大熊貓總是一副懶洋洋的樣子，它究竟有多懶？一項最新研究從新陳代謝的角度進行了分析，結果發(fā)現大熊貓的能量代謝率低到與樹懶相似，同時它的基因也發(fā)生了相應的變化。

中國科學院動物研究所和英國阿伯丁大學等機構研究人員近日在美國《科學》雜志上報告說，他們對一些大熊貓進行了觀測，結果發(fā)現大熊貓每天消耗的能量遠低于差不多大小的陸生哺乳動物，僅為預測值的38%。這個比例已接近在“懶”界享有盛名的樹懶。

與人相比，一只體重90 kg的大熊貓的代謝水平還不足同樣體重人體的一半。一個人就算站著不動，其代謝率也要高于“活動”狀態(tài)下的大熊貓。

給大熊貓戴上衛(wèi)星定位設備后獲得的觀測數據也顯示，大熊貓每天有大半天時間都是歇著的，平均每小時也就走個20 m左右。

大熊貓這么懶，也是有苦衷的。都知道大熊貓喜歡吃竹子，但它祖上可是實打實的肉食動物。就是今天，也時常有大熊貓餓極了下山到村里偷羊吃的消息。大熊貓吃竹子，實在是自然界中搶奪食物競爭激烈而吃竹子者少等條件下的無奈之舉。

盡管吃了這么多年竹子，但大熊貓的消化系統(tǒng)還沒有完全適應，其腸道依然保持著食肉動物的特征。由于竹子營養(yǎng)及能量低且難以消化，大熊貓每天不得不進食大量竹子，才能滿足其生命活動需要。

同時，大熊貓也需要盡量減少能量消耗，每天多吃少動、懶懶地待在那里也就成了它的生活習慣。換句話說，這是“能量有限，節(jié)約使用”。

缺乏能量來源還導致大熊貓發(fā)生了從外到內的變化。利用熱成像技術給大熊貓拍的照片顯示，大熊貓體表許多地方的溫度都較低，與同樣黑白相間的動物如斑馬、斑點狗等相比要低得多。這是能量代謝率低帶來的后果之一，還好它有厚厚的皮毛，可以幫助保持體溫。

研究人員還發(fā)現，大熊貓體內一個名為DUXO2的基因發(fā)生了變化，這個基因與調控甲狀腺激素合成有關，而甲狀腺激素又能調節(jié)能量代謝。這個基因變化能幫助大熊貓適應低能量代謝率的生活，所以大熊貓真可以說是“懶”到了基因里。

“天河二號”再登全球超算500強榜首

國際TOP500組織2015年7月13日在德國舉行的2015年國際超級計算機大會上發(fā)布全球超級計算機500強最新榜單，中國“天河二號”以每秒33.86千萬億次的浮點運算速度第五次蟬聯(lián)冠軍。

排名第二的依然為美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室的“泰坦”超級計算機(簡稱“超算”)，浮點運算速度為每秒17.59千萬億次。

第三至五名與半年前相比并無變化，分別為美國勞倫斯－利弗莫爾國家實驗室的超算“紅杉”(每秒運算17.17千萬億次)、日本理化研究所的“京”(每秒運算10.51千萬億次)和美國阿爾貢國家實驗室的“米拉”(每秒8.59千萬億次)。

超算前十名中唯一的“新面孔”為來自沙特阿拉伯的“沙欣二號”，其浮點運算速度達到每秒5.537千萬億次，排名第七。這也是全球超算500強排行榜發(fā)布22年來，中東超算首次躋身世界前十。

國際TOP500組織每半年發(fā)布一次全球超算500強排行榜。本次上榜的超級計算機中，美國依然以233臺的總數占據最大份額。這一數字在半年前為231臺，但顯著低于2013年11月的265臺。此外，歐洲超級計算機數量由半年前的130臺增至141臺，亞洲則由半年前的120臺降至108臺。

中國本次上榜的超級計算機為37臺，低于半年前的61臺。日本超算上榜數量由半年前的32臺增至目前39臺。

國際TOP500組織說，出于榜單前幾名超算幾乎沒有更新等原因，近兩年來，國際超級計算機的整體性能增長處于歷史低位。

超級計算機是指由數千甚至更多處理器組成、能計算普通計算機和服務器不能完成的大型復雜課題的計算機，被譽為“計算機中的珠穆朗瑪峰”。作為“現代科學技術的大腦”，超級計算機已成為解決重大工程和科學難題時難以取代的工具。

野生脊椎動物首次發(fā)現單性生殖或為瀕危物種繁殖策略

對于許多物種而言，繁殖是雄性與雌性之間的“二重奏”。如今，科學家報告說，他們首次在野生脊椎動物——櫛齒鋸鰩——中找到了“單性生殖”的證據。

櫛齒鋸鰩通常采用有性生殖的方式，這需要兩性共同的參與。但最新的分析認為，在美國佛羅里達河口，大約有4%的櫛齒鋸鰩生下來便沒有任何來自于雄性的遺傳貢獻，這一現象被稱為“單性生殖”。這種無性繁殖在脊椎動物中是非常罕見的，以前只有在少數被囚禁的物種中觀察到類似的現象，例如從野外捕獲的蛇以及科莫多巨蜥。

研究人員在2015年6月1日出版的《當代生物學》雜志上報告了這項最新的研究成果。

櫛齒鋸鰩是5種大型鋸鰩目魚類之一，它們的面部生有鏈鋸一樣的突出附器，并且與鯊魚處于相同的亞綱。這種魚類曾大量富集于從北卡羅來納州到得克薩斯州的美國東南海岸沿線，然而過度捕撈以及沿海開發(fā)戲劇性地減少了它們的數量。如今只能在佛羅里達州西南海岸找到這種極度瀕危的魚類。

研究人員在進行一次常規(guī)遺傳分析以確定櫛齒鋸鰩是否近親繁殖時，發(fā)現了其單性生殖的證據。佛羅里達河口的190條櫛齒鋸鰩樣本中的一些與同一種群中的其他魚類表現出了異乎尋常高水平的關聯(lián)性。

關聯(lián)性的測量范圍從0到1，0代表個體的父母之間不存在任何親緣關系，而0.5則意味著父母是親兄弟姐妹。在這190條櫛齒鋸鰩中，有7條的關聯(lián)性值接近1，這表明存在“單性生殖”的現象。

這項研究的第一作者、紐約石溪大學魚類遺傳學家Andrew Fields指出，他的研究團隊最初對這一發(fā)現表示懷疑。然而一項更為詳盡的分析排除了單性生殖以外的其他解釋。他說：“我想如果只有一個個體，那么這也許不是一個有力的證據。但事實上我們在190條魚中有如此多的例證，這是非常具有說服力的?！?/p>

櫛齒鋸鰩 (圖片來源：佛羅里達漁業(yè)與野生動物保護委員會)

這7條單性生殖后代來自多個母體，并且對應它們的年齡有正常的外觀，表明以這種方式生產的后代能夠在野外生存。

這項研究的作者如今正鼓勵其他研究人員利用他們的方法篩選現有的野生脊椎動物種群脫氧核糖核酸(DNA)數據庫，從而旨在確定是否存在單性生殖現象。

除了挖掘現有數據，加拿大本拿比市西蒙弗雷澤大學海洋生態(tài)學家Nicholas Dulvy認為，研究人員還應該把他們的目光投向全世界存在鋸鰩小種群的地方。

作為自然保護國際聯(lián)盟鯊魚專家組的聯(lián)合主席，Dulvy表示，新的發(fā)現添加了證據，說明鯊魚和鰩魚在所有脊椎動物種群中具有最大的生殖模式多樣性。他說：“這只是一個我們應該關注這些物種的更加令人驚訝的原因?！?/p>

但目前尚不清楚跨物種的單性生殖在野外有多么普遍。Fields的研究團隊推測，當一些物種的種群密度很低時——此時雌性可能很難找到一個配偶，單性生殖對其而言可能是一種策略。如果真是這樣，單性生殖或許在那些瀕臨滅絕的物種中更為普遍。

然而Dulvy警告稱，單性生殖并不足以拯救櫛齒鋸鰩。他說：“我們仍然需要良好的、強有力的監(jiān)管以確保它們的數量在佛羅里達州保持穩(wěn)定，這些魚類實際上正在恢復之中?！?/p>

櫛齒鋸鰩平均體長5.5 m，是鋸鰩目體形非常大的物種，分布在熱帶及亞熱帶大西洋的淺水海域和地中海，主要棲息于近岸海域，也出現于沿海泄湖、河口、低鹽的咸水水域。未成體常棲息于淺水水域，成體通常棲息于深度超過100 m的深海，大部分時間待在海底，偶爾游向海面。

一滴血可測全部感染病毒有助研制疫苗以及研究病毒與慢性病之間關系

你還記得自己感染過的每一種病毒嗎？別擔心，一滴血就可以給出答案。一項旨在調查存在于一個人血液中的抗體的新測試能夠揭示貫穿其一生的病毒感染史。這一方法不但能夠用來診斷當前和過去的疾病，而且有助于研制疫苗以及研究病毒與慢性病之間的聯(lián)系。

并未參與此項工作的美國劍橋市麻省理工學院(MIT)免疫學家Hidde Ploegh表示：“這真是一項技術上的杰作?！钡灿锌茖W家指出，現在尚不清楚新技術會遺漏多少過去的傳染病。

如今，研究人員想要知道，對病人的血液樣本進行測試是否一次只能鑒別一種病原體。許多測試是在尋找抗體——免疫系統(tǒng)產生的用于識別入侵者的蛋白質，還有一些測試則在搜索病毒自身的遺傳物質。有的試驗能夠檢測到在一次感染后可在體內“徘徊”數十年的持久抗體的存在或缺乏。

由波士頓市哈佛醫(yī)學院布里格姆與女性醫(yī)院生物學家Stephen Elledge率領的研究人員于是想要開發(fā)一項測試技術，能夠一舉查明過去與當前的每一次感染。

研究人員首先裝配了一個幾乎由幾十萬個合成蛋白質片段構成的程序庫，其中的每一個片段都代表著一種抗體能夠識別的某一病毒的一部分。當這些蛋白質被加入到一滴血液中后，抗體會吸附匹配的片段；研究人員隨后會分離這些抗體，并根據結成對的片段，確定一個人曾被何種病毒所感染及其身體產生了何種抗體作為響應。

Elledge表示，這種被稱為VirScan的新測試“使得科學家能夠提出一些之前無法問及的問題”。他說：“你能夠比較不同的人群——年老和年輕或有病與沒病——并摸清他們的病毒史是否存在差異?！崩纾琕irScan能夠幫助確定是否病毒感染會引發(fā)糖尿病或慢性疲勞綜合征。

據研究人員介紹，人體被病毒感染后，便會產生抗體；即便病愈、病毒被清除，抗體仍會持續(xù)產生，時間達數年甚至數十年之久。VirScan通過識別血液中的抗體來了解人們的病毒感染歷史，可檢測出已知感染人體的206種病毒。

Elledge在聲明中說：“我們研發(fā)出一種通過血清追溯人們以往的篩檢技術，可了解他們接觸過什么樣的病毒。它是一站式服務?！?/p>

Elledge與同事利用VirScan對來自美國、泰國、南非和秘魯的500多人進行了測試，其中一些人感染了艾滋病病毒(HIV)。

研究人員在2015年6月4日的《科學》雜志網絡版上報告說，一般而言，大多數人攜帶了之前感染的約10種病毒的抗體，而那些感染了HIV及生活在美國以外的受試者會攜帶更多的抗體，也有少數參與者接觸過多達84種病毒。在所有人群中，常見病毒包括名列前茅的皰疹病毒和鼻病毒(可引發(fā)感冒)。Elledge說，令人驚訝的是，許多人產生了完全相同的抗體用于應對感染；而研究人員認為人的免疫反應應該更加多樣化。他認為，這些觀察結果可以為未來疫苗的研發(fā)提供幫助。

此外，一些抗體在成年人體內相當普遍，但在兒童體內卻較罕見，說明兒童還沒有接觸過相關病毒。

Elledge說，這項技術不僅限于尋找病毒抗體，還可用來檢測一些自體免疫疾病產生的攻擊自身組織的抗體，此外將來也有可能用于檢測細菌、真菌等其他病原體。

據悉，每次VirScan的檢驗費用只要25美元。

酵母可憑人類基因生存有助于研究治病所需新藥物或分子路徑

一項新的研究證明，盡管酵母和人類分別沿著不同的路徑進化了10億年，然而兩者之間依然存在著強烈的家族相似性。研究人員發(fā)現，在向酵母細胞中一次性嵌入超過400個人類基因后，差不多有50%的基因能夠行使功能并使這種真菌繼續(xù)存活下去。

并未參與該項研究的美國布盧明頓市印第安納大學進化生物學家Matthew Hahn表示：“這太神奇了?！彼f：“這意味著類似的基因在分離10億年后依然能夠完成類似的功能?！?/p>

人類的一些基因也能夠在酵母細胞中工作(圖片來源：Alamy)

多年以來，科學家已經知道，人類與幫助我們制造面包和啤酒的微生物分享著類似的分子。人類的基因組包含著1/3的酵母基因副本。平均而言，可比較的酵母和人類蛋白質的氨基酸序列重疊了32%。

共享基因的一個例子引起了奧斯丁得克薩斯大學系統(tǒng)生物學家Edward Marcotte和同事的興趣。酵母是單細胞且不流血的，然而它們攜帶的基因卻能夠在脊椎動物中協(xié)調新血管的生長。在酵母中，這些基因能夠幫助細胞對壓力作出響應。Marcotte表示：“這使得我們質疑酵母和人類基因完成相同工作的程度。”

為了找到問題的答案，Marcotte和他的研究團隊決定系統(tǒng)地檢查人類基因是否能夠在酵母中運作。

研究人員挑選了414種真菌存活不可或缺的基因，例如幫助控制新陳代謝和處理細胞垃圾的基因。隨后他們將每個基因的一個人類版本塞入了酵母細胞，而這些基因自身的拷貝則被調低、關閉或剔除。研究人員推測，如果這些酵母細胞能夠在培養(yǎng)皿中生長，則意味著人類基因可以填補其酵母等價物的空缺。

研究人員發(fā)現，176種人類基因能夠使酵母在一種生死攸關基因缺失的情況下存活下來。“這些基因中大約有一半能夠在人類與酵母之間互換，并且依舊保持功能?！盡arcotte說，“它完美地闡明了生物的共同遺產?！?/p>

接下來，Marcotte和同事分析了可替換的基因之間存在哪些區(qū)別。研究人員評估了100多個可能的影響，從基因的長度到其蛋白質的豐度。

Marcotte和同事日前在《科學》雜志網絡版上報告說，脫氧核糖核酸(DNA)的相似程度并不一定能夠表明一種人類基因是否可以代替一種酵母基因。事實上，研究人員發(fā)現，當一群基因在一起緊密工作時，它們中的大多數都是可替換的或大多數都不是。例如，調節(jié)DNA復制路徑上的每一個基因都是不能替代的，但是在人類制造膽固醇分子路徑上的幾乎所有基因都是可以被交換的。

法國巴黎巴斯德研究所分子遺傳學家Bernard Dujon表示，研究人員投入的“巨大工作量讓我印象深刻”。他說，盡管這項研究的結果并不讓人感到驚奇，但“我很高興有人做到了”。

馬里蘭州貝塞斯達市國家生物技術信息中心進化生物學家Eugene Koonin警告稱，該研究團隊只能說明酵母配備人類基因是可以生存的，但并不是說它們精力旺盛，能夠與未被改變的菌株競爭。Koonin說，盡管如此，這項研究對一種理論提供了強有力的支持，即在不同生物體中可比較的基因具有類似的功能——而這也正是一些研究人員所質疑的。

Marcotte說，這項發(fā)現給出了在研究上進一步利用酵母的方法。科學家經常通過將單個人類基因嵌入酵母細胞從而對前者進行研究。但他們也可以移植成群的相互作用的基因，以便制造與人類更加類似的酵母，這對于研究可供治療疾病的新藥物或分子路徑是非常有幫助的。

(2015年7月22日收稿)

(編輯：溫文)

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GUAN Yi

10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.009