April 26, 2007
封面故事:雨燕的飞行技巧

How swifts control their glide performance with morphing wings
D. Lentink1, U. K. Müller1, E. J. Stamhuis2, R. de Kat3, W. van Gestel1, L. L. M. Veldhuis3, P. Henningsson4, A. Hedenström4, J. J. Videler2,5 & J. L. van Leeuwen1
滑翔的鸟不断改变其翅膀的形状和大小,通过形态变化来调整自己的飞行表现。(这种形态变化过程也许有一天可用来控制飞机的飞行)。鸟类需要调整其翼展来适应滑翔速度的事实已经从空气动力学理论预测到。本期Nature报告的实验在此基础上更进了一步,研究人员在一个风洞中对雨燕的翅膀进行了测定,目的是建立一个更为优化的模型。 实验结果显示,雨燕能够对自己的飞行表现有令人吃惊的控制:它们能够通过选择最合适的翼展来将下沉速度减半,将转弯速度提高三倍。它们翅膀展开是为了降低滑翔和转弯速度,而收缩翅膀是为了应对快速滑翔和转弯时所产生的极大重负。本期封面照片是由Jean-François Cornuet拍摄的,照片上是一只正在急转弯的雨燕。该照片是在雨燕的飞行平面上拍摄的,从照片上可以看出,稳定滑翔过程中雨燕的翅膀保持得有多么薄和多么直。该照片还显示雨燕实际上在倾斜转弯过程中其脑袋是保持水平的,目的是使自己所看到的周围景物保持水平。
能够称出单个纳米颗粒重量的方法
Weighing of biomolecules, single cells and single nanoparticles in fluid
Thomas P. Burg1,5, Michel Godin1,5, Scott M. Knudsen1, Wenjiang Shen3, Greg Carlson3, John S. Foster3, Ken Babcock3,4 & Scott R. Manalis1,2
纳米尺度的机械共鸣器可用来以极高的分辨率测量粒子的质量,测量精度可以达到zeptogram,即10-21g级。这种让人吃惊的分辨率在如医学诊断或环境监测等很多实际应用中一直是不可能做到的,因为流体的存在会对该体系赖以工作的机械振动产生阻尼。现在,来自麻省理工和“创新微技术公司”圣巴巴拉实验室及Affinity生物传感器公司的一个小组用一种非常聪明的方式绕开了这一问题——将流体放在共鸣器内。他们的这种真空包装的共鸣器(要测量的粒子溶液被放在微型流体通道中)能够称出单个纳米颗粒、单个细菌和蛋白质单层的重量,分辨率达到亚毫微微克(10–15 g)级。海洋沙漠中的一片绿洲
Effect of natural iron fertilization on carbon sequestration in the Southern Ocean
Stéphane Blain1, Bernard Quéguiner1, Leanne Armand1, Sauveur Belviso2, Bruno Bombled2, Laurent Bopp2, Andrew Bowie3,4, Christian Brunet5, Corina Brussaard6, François Carlotti1, Urania Christaki7, Antoine Corbière5, Isabelle Durand8, Frederike Ebersbach3, Jean-Luc Fuda9, Nicole Garcia1, Loes Gerringa6, Brian Griffiths10, Catherine Guigue11, Christophe Guillerm12, Stéphanie Jacquet13, Catherine Jeandel14, Patrick Laan6, Dominique Lefèvre11, Claire Lo Monaco5, Andrea Malits15, Julie Mosseri1, Ingrid Obernosterer16, Young-Hyang Park8, Marc Picheral15, Philippe Pondaven17, Thomas Remenyi3, Valérie Sandroni1, Géraldine Sarthou17, Nicolas Savoye13,18, Lionel Scouarnec12, Marc Souhaut14, Doris Thuiller5, Klaas Timmermans6, Thomas Trull3,10, Julia Uitz15, Pieter van Beek14, Marcel Veldhuis6, Dorothée Vincent7, Eric Viollier19, Lilita Vong1 & Thibaut Wagener15
微藻在海水中的生长是决定气候条件的一个重要因素,因为它能将碳从大气中运送到深海中。这一过程在南大洋因为缺铁而受到抑制,因此该大洋似乎是一个生物沙漠。迄今为止,铁在碳循环中的作用基本上是利用短期添加铁的实验来评估的。现在,对来自科研船泊Marion Dufresne的‘KEOPS I’巡航之旅的数据所做的分析研究,显示在这个沙漠中有一个绿洲——由来自深层海水中的铁所诱导产生的一个浮游植物繁盛区域。这一自然施肥作用的效果至少要比短期实验所做估计大10倍。这说明,海洋表面铁供应的自然变化对大气二氧化碳的影响可能要比过去所想的更大。但人工干预不大可能有来自深层海水的铁和养分的缓慢自然供应那么有效。
成年造血干细胞的来源
Cell tracing shows the contribution of the yolk sac to adult haematopoiesis
Igor M. Samokhvalov1, Natalia I. Samokhvalova1 & Shin-ichi Nishikawa1
在胚胎发育过程中血液的形成(造血作用)有两个已经得到承认的阶段:一个是最初的“原始”阶段,发生在胚胎外卵黄囊中,向早期胚胎提供营养;另一个是“最后”阶段,开始于胚胎中一个被称为“大动脉-性腺-中肾”(aorta-gonad-mesonephro)的区域。关于最后造血细胞群的来源是局部的还是外部的(即由从卵黄囊中向内迁移的前体细胞衍生而来)长期存在争论。一项新的非入侵性细胞跟踪研究与当前的正统观点产生抵触,该研究结果表明,卵黄囊的确是成年造血干细胞的来源。关于血液供应起源的知识,也许对在培养中生成血液干细胞的研究工作有意义,并且还有可能用于治疗工作。
入侵者比本地物种更能利用有限资源
Resource-use efficiency and plant invasion in low-resource systems
Jennifer L. Funk1 & Peter M. Vitousek1
在资源缺乏条件下,本地物种的表现也许能够超过入侵物种。的确,在自家的土地上它们应当能够更好地适应这种条件。这种思维方式已经成为通过操控资源供应来控制入侵物种和恢复本地生态系统的很多策略的一个构成部分。但对在系统发生方面相关联的19对入侵植物物种/本地植物物种的成功或失败情况所做的一项研究表明,入侵者在利用有限资源方面往往比本地物种效率更高。这项工作使得任何试图依靠降低资源供应水平来偏向本地物种生长的管理策略都成了疑问。
神经激发、抑制及药物上瘾
Opioids block long-term potentiation of inhibitory synapses
Fereshteh S. Nugent1,2, Esther C. Penick1,2,3 & Julie A. Kauer1
激发性突触(促使目标神经细胞更多被激发的神经细胞连接)会随着持续的使用而变得更强。这一被称为LTP(长期增强)的过程与学习和记忆有关。用大鼠的大脑所做的一项体外研究表明,这种激发性增强会在大鼠大脑的ventral tegmental区域(该区域已知与药物上瘾有关)中的相邻抑制性突触上产生镜像作用,吗啡能够抑制在抑制性突触上的长期增强,说明破坏神经激发和抑制之间的平衡也许能够增强上瘾早期阶段多巴胺能神经元的激发。因此,以GABAa受体为目标也许是解决上瘾性药物的上瘾效应的一种手段。
一种新型的噬菌作用
UDP acting at P2Y6 receptors is a mediator of microglial phagocytosis
Schuichi Koizumi1,2,6, Yukari Shigemoto-Mogami1,6, Kaoru Nasu-Tada1, Yoichi Shinozaki1,3, Keiko Ohsawa4, Makoto Tsuda3, Bhalchandra V. Joshi5, Kenneth A. Jacobson5, Shinichi Kohsaka4 & Kazuhide Inoue3
噬菌作用被认为是由能够启动噬菌作用的受体的激发启动的,这些受体能够识别出在凋亡细胞中所表达的“磷脂酰丝氨酸或淀粉质”这样的“来吃我吧”信号。但是现在,Koizumi等人发现了一种新型的微型神经胶质噬菌作用,它既不需要典型的来“吃我吧”信号,也不需要启动噬菌作用所需的Fc受体配体。相反,这一噬菌作用是由可扩散的细胞外分子“尿苷5’-二磷酸”(UDP)来启动的,而这种细胞外分子是由受伤的细胞释放的。UDP激发微型神经胶质表面上的P2Y6受体。死亡细胞的清除对于维护脑功能非常关键,所以这些发现也许对研究一系列中枢神经系统疾病都有意义。
http://www.bioon.com 生物谷网站