3月5日《科學》雜志精選 _海洋

貽貝的肌肉為何如此有力

研究人員通過對海洋貽貝進行顯微鏡觀察后發現，這些軟體動物堅固附著在巖石海岸上的強力細絲之中，含有一種充滿金屬離子的蛋白質外層物質，它們使得這些細絲同時具有超高的硬度和延展性。將來，人們對這種由金屬離子所結合在一起的生物性富含蛋白質的腳手架的理解，也許還可幫助科學家對工業材料的某些性質（如增加強度、自我修復及附著性等性質）進行微調。Matthew Harrington及其同事用Raman顯微鏡對貽貝的足絲（通常被稱為“胡須”）進行了研究，并發現，它們的外表皮中富含一種叫做dopa（多巴）的特別氨基酸，而dopa是一種強勁的黏合劑。他們還發現，該外表皮中的鐵離子特別多。按照這些發現，研究人員建立了一個反映這種生物腳手架的模型，并描述了其不同尋常的集束性分布。而dopa和鐵的致密交叉耦合使得足絲具有其硬度，而交叉耦合較少的區域則使足絲具有其延展性。

甲烷氣體滲漏比預期更快

科學家們報告說，甲烷氣體正從被北冰洋所淹沒的殘余永凍土中滲漏到大氣之中，其速度可比擬從前所預計的世界上所有海洋的數據。這一發現披露了一個大型但被忽視的從水下永凍土（而非陸地）所逸出的甲烷氣體的來源；科學家們說，類似但卻更為廣泛的甲烷排放會在未來對全球暖化產生劇烈的影響。Natalia Shakhova及其同事從2003年至2008年以來，每年都會登上俄國的破冰船來到東西伯利亞北極大陸架，并對那里的水體進行考察。他們還從一架直升飛機上進行了一次考察。在經過5000多次艱苦的海上觀測之后，這些研究人員報告說，在那里的大陸架上，有超過80%的底層水及超過50%的表層水處于源自水下永凍土的甲烷的過飽和狀態。海底的永凍土中含有大量的碳，專家們擔心，這些碳作為甲烷氣體的排放會導致大氣溫度的變暖。因此，這只會造成一個從永凍土中有更多甲烷逸出及全球氣溫更為暖化的正反饋回路。由于在東西伯利亞北極大陸架上的甲烷流動量如今看來與所有海洋加起來的甲烷流動的估計值不相上下，因此這些研究人員建議，他們的數據應該立刻在評估北極氣候在不遠的將來會如何變暖的時候被加以考慮。Martin Heimann在一篇文章中更為詳盡地解釋了這些發現。

造成恐龍消亡的撞擊理論

在對大約6500萬年前有關引起恐龍和許多其他生物消亡的物種大滅絕的原因所提出的多種相互對立的理論證據進行考察之后，一個國際性的科學家團隊得出結論：一個小行星對如今墨西哥Chicxulub地區的撞擊觸發了物種滅絕的事件。發生在白堊系—下第三系的物種滅絕是地球歷史上最大的物種滅絕事件之一，人們已經在世界各地的這一時期的巖石層中發現了撞擊的地質學證據。盡管該撞擊事件被人們廣泛接受是引起物種大滅絕的原因，但持不同觀點者一直不同意這一理論。比如，他們說，墨西哥灣的微體化石顯示，該撞擊事件的發生時間比物種滅絕的時間要早很多，因此不會是造成物種滅絕的主要原因。在那個時期造成印度德干地盾的巨大規模的火山爆發也被人們提出是造成物種滅絕的主要原因。在一篇文章中，Peter Schulte和一個來自世界各地的研究人員隊伍將各種支持撞擊假說的地質學證據進行了綜合。他們發現，這樣的一次撞擊會即刻引起災難性的沖擊波、一個大型的熱脈沖和世界各地的海嘯。此外，撞擊所釋放出的大量塵土、碎片和氣體會導致地球表面的長時期冷卻，光線度的低下及海洋的酸化也會令可進行光合作用的植物和依賴光合作用的物種大批死亡。

腸道微生物與肥胖相關性代謝綜合征有關

一項新的小鼠研究提示，我們腸道的微生物以及調控這些微生物的我們免疫系統的分支可能與代謝綜合征（這是一組與肥胖癥有關的代謝問題，他們會增加一個人罹患糖尿病和心臟病的風險）有部分的關系。這一研究是建立在最近發現的腸道微生物的組成與肥胖癥有關的基礎研究之上的。這項由Matam Vijay-Kumar及其同事所開展的新的研究工作提示，先天免疫系統（即保護身體不受微生物病原體的侵害）可能是腸道微生物系與代謝作用之間的橋梁。

文章作者發現，缺乏先天性免疫系統中的某種重要成分（一種叫做TLR5的蛋白質）的小鼠會產生代謝綜合征的標志性特征，如伴有腸道微生物系變化的脂肪積聚的增加及胰島素抵抗。這些突變的小鼠還會比它們的對應正常小鼠進食更多的食物。將突變小鼠的腸道內微生物轉移到無菌小鼠（即那些除了腸道缺乏微生物之外，其他方面都正常的小鼠）的腸道之中會使接受這些微生物的小鼠出現代謝綜合征的幾種特征，從而提示，腸道微生物系的變化可能是代謝綜合征的一個原因而不是其后果。文章的作者還對取自突變小鼠腸道微生物的遺傳物質進行了測序，并用該資訊找到了一組特別種類的細菌，其數量已經多得失去了平衡。研究人員提出，先天免疫系統的缺陷可能會引起誘發輕度炎癥信號通路的腸道微生物系的變化，而這又會轉而影響胰島素受體的信號通路，使得食欲和食物攝取增加，這些最終會促使其他方面的代謝綜合征的發生。
【3月5日《科學》雜志精選】
科學時報