科技名刊精選

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抗生素抗性基因的分布和擴散圖

Nature封面：秘魯首都利馬位于城鄉接合部的一個貧窮棚戶區，名叫 “Pampas de San Juan de Miraflores”。Nature雜志第7602期封面文章報道了繪制抗生素抗性基因的分布和擴散圖是公共衛生方面的一項優先任務。來自拉丁美洲兩個低收入社區的細菌群落結構和抗性基因交換網絡被定性，這兩個社區分別是薩爾瓦多首都圣薩爾瓦多以南35公里的一個由自耕農組成的村莊和秘魯首都利馬西南大約15公里的沙丘地帶的一個棚戶區。通過對數百個相互聯系的人類糞便和環境樣本進行功能基因組學研究和全元基因組測序，發現不同生境的“抗性組”的結構一般是由細菌系統發育沿生態梯度決定的，但關鍵抗性基因能穿過這些邊界。他們還對糞便管理方式在防止抗性基因擴散中所起作用進行了評估。

噬菌體T4基板的原子模型

Nature封面：噬菌體T4基板結構在其向宿主細胞上附著前狀態的一個手工制作的“低多邊形”。Nature雜志第7603期封面文章報道了噬菌體T4基板的原子模型。噬菌體T4用其可收縮的尾巴來將自己的基因組注入一個細菌宿主細胞內。該過程的核心是位于尾巴末端的基板。通過低溫電子顯微鏡生成了T4基板在其向宿主細胞上附著前和附著后構形下的一個原子模型，首次從分子層面上看到了導致在這兩個狀態之間的轉變的事件的發生順序。“基板-尾管”復合體包含由15種不同蛋白組成的145個多肽鏈，這些結構顯示了基板是怎樣將宿主識別與鞘收縮結合在一起的。基板所有核心部分的結構和組織在一系列不同的細菌收縮機構中都是保守的，說明它們的基板采用一個相似的機制來觸發鞘收縮。

大小的確很重要

Nature封面：兩只狐獴。Nature雜志第7604期封面文章報道了哺乳動物合作種群中個體的競爭生長情況。狐獴是小型群居肉食性動物，在每一群內一個居支配地位的繁殖對（breeding pair）壟斷繁殖活動，而它們的后代則由所有群體成員來撫養。爭奪繁殖角色的競爭是激烈的，個體在群體中的地位取決于其大小和重量。Elise Huchard等人研究了野生喀拉哈里狐獴的一個天然種群，發現它們在不斷估計彼此的大小，以確保年輕個體不會超過它們的大小，因而也不會超過它們的群體地位。一旦一只狐獴成為群體中的老大，它就會猛長一陣，以確保它仍然比其最大的對手更大、更重。作者提出，對競爭風險的類似反應可能也會出現在如家畜和靈長類等其他群居哺乳動物中。

冥王星上的 “史波尼克平原”

Nature封面：NASA“新視野號”飛船所看到的冥王星上的“史波尼克平原”。Nature雜志第7605期封面文章報道了冥王星表面上吸引人的細節情況。包括被稱為“史波尼克平原”的一個填滿冰的巨大盆地，它在冥王星的地質活動中居中心地位。“史波尼克平原”表面（大部分由氮冰構成）很大部分被分成不規則的、直徑幾十公里的多邊形，其中心比邊緣高出幾十米。Alexander Trowbridge 等人報告了一個參數化的對流模型，在其中氮冰強烈對流，其厚度有十公里或更大，形成時間約有100萬年。William McKinnon等人（來自“新視野號”團隊）顯示，在幾公里厚的一層固態氮中發生的被稱為“sluggish lid”的對流翻轉（convective overturn）既能解釋這些多邊形的存在，也能解釋它們為什么那么寬。

信息圖探索城市星球的崛起

Science封面：籠罩在濃霧中的迪拜，阿拉伯聯合酋長國現代化大都市。Science雜志第6288期封面文章報道了采用信息圖探索城市星球的崛起。地球正在變成一座城市星球。大約超過世界人口的一半生活在城市中，而且這一比例還在繼續增長。預計到2050年，三分之二的地球人口將生活在城市中。交互性地圖顯示了1950～2030年之間城市化進程。橙色圓圈代表世界上200座超級大都市。圓圈越大，人口越多，城市中心的熱島現象也越來越常見。可持續和高效的發展城市話進程是現階段需要考慮的重要事情。點擊該鏈接http：//scim.ag/1Tb0WdZ，體驗都市星球的機遇和挑戰。

云的誕生

Science封面：云層環繞的瑞士少女峰斯芬克斯天文臺。Science雜志第6289期封面文章報道了自由對流層新粒子的形成，特別是化學和實效性的問題。瑞士阿爾卑斯山中部的少女峰斯芬克斯天文臺是獲取微滴云微粒的理想位置。在對流層許多顆粒的形成是實時發生的，大氣凝結核來源的一半來自大氣新粒子生成（New particle formation， NPF），從而影響云的質量和地球能量平衡。與行星邊界層不同，在自由對流層極少觀察到NPF。新的觀測證據顯示在高海拔地區，NPF主要通過高氧分子（highly oxygenated molecules， HOMs）的冷凝形成。一系列新的發現將改進大氣模型的NPF參數。

納米陣列“超級鏡頭”

Science封面：二氧化鈦納米陣列構成的超級鏡頭。Science雜志第6290期封面文章報道了一款比紙還要薄的透鏡系統，它與當前世界上最先進的光學成像系統放大成像效果相當。美國哈佛大學研究團隊使用高縱橫比的二氧化鈦納米陣列構成“超表面”以控制其中光波相互作用的方式，得到了數值孔徑高達0.8的透鏡，可在可見光譜范圍內高效率工作，實現亞波長分辨率成像。通俗的說就是一個比一張紙還要薄的透鏡，可將圖像放大170倍，而且圖像質量還和當前世界上最先進的光學成像系統相當。這種超小、超輕、超薄、柔性的超級鏡頭可以應用在很多方向。

紅色警報——保護英國紅松鼠

Science封面：英國紅松鼠。Science雜志第6291期封面文報道了人類保護英國紅松鼠所做出的努力。英國紅松鼠的種群棲息地受到北美灰松鼠侵入后，由于受到灰松鼠攜帶致命病毒的影響，紅松鼠的數量銳減，生存現狀受到嚴重威脅。這種灰松鼠比紅松鼠強壯，它們跟紅松鼠爭搶食物，在激烈的競爭中，紅松鼠總是處于弱勢。灰松鼠的繁殖能力也比紅松鼠強，所以灰松鼠的數量在急劇上升，結果紅松鼠的棲息地進一步被壓縮。灰松鼠身上攜帶有皰疹病毒，這是一種濾過性皮膚病，它們雖然攜帶著病毒，但不致病，可是紅松鼠卻對這種病毒十分敏感，一旦傳染上就會得病死亡。科學家們正在努力拯救這一可愛的瀕危物種。endprint