[新科学家导读] 刊号 2708期

本文作者：小易

新科学家导读又和大家见面，本期2708期，我们又给大家带来了8个精彩的新闻，慢慢品读吧。

望远镜为发现呼吸空气的外星生命做好准备        Miracle 译
疫苗在猪流感下一波侵袭时也准备不好             念子 译
最古老动物遗迹填补2亿年的时间空缺           小刘老师 译
岛上投资挽救物种                     小刘老师 译
生命的分子来自实验室的粘液           念子 译
创造力物质亲睐聪明人             小睿  译
最初的心跳触发了血液生成         晓翔  译
扁平宇宙观，扁平地球观的重现？        小睿 译

韩晶晶  Jess 校对               小易 编辑整理

望远镜为发现呼吸空气的外星生命做好准备

原文by David Shiga

不久之后，我们可能会目睹太阳系外行星上的生命迹象。上周的一次太空生物学会议所展示的实验和计算结果揭示了：下一代天文望远镜能首次从围绕其它恒星旋转的行星光谱中观测到“生命信号”。

太阳系外行星上的任何生命线索都来自于母星所发出光中微小的一部分，这部分光在传播到地球的途中曾和行星发生相互作用。巨型气体行星经过母星前面时恒星发出的光通过行星大气会被气体分子吸收，通过观测光谱中的特征吸收线，哈勃和斯皮泽太空望远镜在这些行星上中发现了二氧化碳以及水蒸气。但是要在类似地球的岩石行星的光谱中寻找生命的证据，这些望远镜的灵敏度就无法胜任了。

地球大气层中丰富的氧是植物和光合细菌产生的，可以被当作生命信号。哈佛大学的Lisa Kaltenegger和NASA喷气推进实验室的Wesley Traub计算了穿过类地行星大气层的星光中氧信号的强度。他们认为如果在距离地球最近的几颗恒星周围有着类似地球的行星，当它们运行到母星前面出现“凌星”现象时，NASA的新一代红外望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST，James Webb Space Telescope）就可以探测到它们大气层中氧气存在的迹象。而NASA计划在2020年发射的类地行星探测器则有能力探测到更加遥远的的富氧行星，即使是它们没有运行到母星前面，因为此探测器甚至可以观测到行星表面反射的光。

不过，只有氧气是不能证明生命的存在的，距离恒星比较近的行星上的水蒸气会被恒星的辐射分解成氧气和氢气，氢气会逃逸掉后就会形成富氧的大气。不过对于远离恒星的行星，氧就是一个可靠的生命信号了。

另外一个可能的生命信号是生命物质反射的光。马里兰州巴德摩太空望远镜科学研究所的Bill Sparks测量了树叶和蓝绿藻反射的光的偏振现象。Sparks在巴德摩讨论会上说，他发现1%的光会变成“圆偏振”，并能被镜面直径为30米或以上的巨型陆基望远镜观测到，这种望远镜在下一个十年投入使用。

美国亚利桑那州立大学（ Arizona State University in Tempe）物理学家和太空生物学家Paul Davies说，任何在外星系发现的生命都非常重要，因为它们肯定都是独立于我们地球生命而产生的，毕竟陨石撞击把地球微生物送至另一个行星的可能性是极微小的。

疫苗在猪流感下一波侵袭时也准备不好

原文 by Debora MacKenzie 2009-05-13

本周在一系列疾风骤雨式的高级工业会议间，疫苗官员们告诉新科学家杂志，抗击横扫全球的墨西哥猪流感的疫苗对大多数人来说可能会来的很晚。

世界卫生组织正在考虑是否建议全球的疫苗生产者们，从普通流感疫苗转向墨西哥H1N1.在新科学家杂志付印之际，大流行已是官方认可，但即使WHO给出信号，对很多人来说疫苗还是会来的很晚。

迄今的研究表明H1N1的致命性只略比普特流感强。（见《为随时重现的猪流感作准备》）。但是不像有规律的季节性流感攻击老年人，这个病毒感染年轻人。人们害怕随后的几波像先前的大流行会变的更遭。荷兰鹿特丹的Erasmus大学的Ab Osterhaus说：“我们正在开展实验看看是什么变化使这个病毒更加危险。”

疫苗生产者处境艰难。流感疫苗产业任务小组的组长Norbert Hehme说“如果我们生产普通疫苗，让大流行出现了，我们会受到指责。如果生产流行疫苗购买普通疫苗，我们的普通疫苗就会短缺，所以我们还会受到指责。”

最古老动物遗迹填补2亿年的时间空缺

原文 by Jeff Hecht

看看我们的祖先：一些凝胶状的粘稠物，它们正是地球上最早的一些动物。在加拿大岩石上发现的这些约8.5亿年的动物化石遗迹，有望解决关于动物生命起源的一个主要问题。再向前倒推20亿年，目前掌握的最古老穴居生物的证据，则让我们有机会了解，生物是如何离开海洋并征服陆地的。

古老的遗迹

虽然，基于遗传分化进程的“分子钟”表明，动物应该在8.5亿年前起源，之前的最古老动物化石却仅上溯到6.5亿年前。现在的新发现，或许可以帮助填补这个2亿年的空缺。

加拿大罗伦森大学的Elizabeth Turner和拉瓦尔大学的Fritz Neuweiler经过15年的研究发现，加拿大西北部马肯西山脉中找到的8.5亿年前的石灰石岩礁上的斑纹图案和海绵留在岩礁上的独特纹理吻合。

凝胶粘性物

对现代海绵的研究显示，当它们的胶原蛋白结构瓦解并钙化后，会留下一些特征图案。胶原蛋白是动物特有的纤维蛋白，研究小组据此认为，一些早期动物肯定在那些老石头上呆过。Turner推测，这种动物的细胞被胶原质包裹，可能不止一种细胞。今天，类似这样的动物早已不存在，假如我们能看到的话，它看起来应该像一小滴凝胶粘性物。在地球史上，存在如此古老的动物，或许可以解决分子钟和化石记录之间长期存在的分歧。这也表明，在地球的两次冰河时代之前，动物进化就已开始了。

穴居生活

与此同时,地球上最早的穴居生物证据，则让人们得以了解生物如何征服陆地。澳大利亚科廷理工大学的Birger Rasmussen和同事，报道了一种复合微生物群体。早在27.5亿年前，它们就在陆上的荫蔽穴里大量生长。

穴居微生物的发现，挑战了我们关于生物从哪里以及怎样迅速遍布陆地的认识。虽然在海洋里，35亿年以前微生物已经大量生长。但是，在陆地上，由于遮挡太阳紫外辐射的氧气和臭氧稀少，直到24亿年以前，地球表面环境仍然相当恶劣。

唯一已知的来到地表的生物冒险者，则是简单的蓝细菌（旧称蓝绿藻），它们在那段时间的后几亿年之间，和叠层石沉淀物混合堆积在浅水区。现在，Rasmussen已经发现这些远古的陆地住户成群结队地躲在地表下，它们藏在复合的地下生态系统中，靠其他细菌产生的化学营养生活。

火星上也一样吗？

显微镜观察发现毫米级的柱状细菌群，曾经住在27.5亿年前的叠层岩截留出来的气态空穴里。这些空穴也许和地表仅几厘米之隔，却足以保护微生物适应恶劣的地表环境。碳和硫同位素水平表明，有些生活在叠层下部的穴居细菌靠甲烷为生，而另一些则靠硫化物为生。

地表下的微型空穴，或许不仅是早期地球上重要的避难所。对于火星来说，它们可能也尤为重要。今天火星表面不适于生存，但微型空穴或许现在也仍然具备适合生命存在的条件。当然，更大的可能是，在古代火星上这些空穴中曾经有过生命存在。
Journal references: Geology (Turner), DOI: 10.1130/25621A.1, (Rasmussen) DOI: 10.1130/G23500A.1

岛上投资挽救物种

原文 by Emma Young

您在寻找合适的地方投资，来对付生物多样性危机吗？把钱花在岛屿上吧。首次对全球各地区在保护生物多样性中价值的分析指出，在岛屿上投资，其效益是在同等面积大陆上投资的九倍。

众所周知，岛屿上一般生活着大量的当地特有种，但绝大部分岛屿上的物种总多样性要低于大陆。因此，岛屿在物种保护中的作用尚不明朗。为解答该问题，来自德国波恩大学、埃伯斯瓦尔德高专和美国加州大学的联合小组，采用一种组合系数，同时考虑某一区域的特有物种数量和不同物种的总量。这一“特有物种丰富度”标尺，度量了某一区域对全球生态多样性的贡献。这个小组评估了地球表面90个不同区域的特有植物和特有陆地脊椎动物的丰富度。结果发现，岛屿上的植物和脊椎动物丰富度分别是类似面积的大陆地区的9.5倍(PNAS)。热带岛屿得分最高，其中新喀里多尼亚岛高居榜首。

国际应用生物多样性保护中心的 Thomas Brooks认为，这一研究结果会促使在热带岛屿这种生物多样性热点的投资增加，以保护生物多样性。某种程度上，这已经在进行。例如，部分由保护国际(CI)运作的关键生态系统合作基金（CEPF），正在准备在加勒比海的岛屿上投资数百万美金。研究者指出，在岛屿上增加投资，收益是双倍的，因为同大陆相比，岛屿更容易在人类活动的影响下丧失生物栖息地。

生命的分子来自实验室的粘液

原文 Kate Ravilious 2009-5-13
=从原生汤中合成生命可能比我们想像的要容易些。科学家终于在类似于生命形成初期的模拟环境中，合成了RNA的两个必要的元素。

具有储存遗传信息能力的分子——DNA、RNA是如何很自然地出现的，这一问题已经困扰科学家数十年了。RNA是由一条长链组成的，包括四种不同类型的核糖核苷酸，每个核糖核苷酸由氮基、糖基和磷酸基组成。

大多数人假设这三个组成部分起初分别形成，接着结合成核苷酸。问题是，四种氮基中的两个是不能自发得与糖基发生反应的，这是唯一的疑惑。

为了解决这一问题，英国曼彻斯特大学的John Sutherland设计了一个新的RNA方法。不让氮基和糖分子各自形成，而是先形成一种初期过渡分子，其中同时含有氮基和糖基。这一过程需要有紫外线的参与。他的团队实验了从五种小分子物质（被认为是代表原生汤）成功的“烹制”出核苷酸。

这是很大的一步，证实前RNA分子是如何组合的。由于对紫外线的需求，可证实生命不是起始于海洋，而很可能起始于一个温暖的池塘。这一推测达尔文曾经提出，而他当时对RNA并无所知。

创造力物质亲睐聪明人

原文 by Linda Geddes

创造力绝非仅仅是天马行空，对“创造力物质”的测量表明创造力和智力间有着复杂的联系。真正聪明的人，大脑中有一部分的创造力物质含量特别高，反之，一般人就略显平平。

在神经元中发现的N-乙酰天冬氨酸（N-acetyl-aspartate）可能和神经的健康与代谢有关。Albuquerque 新墨西哥（New Mexico）大学的Rex Jung与同事业已清楚，协调感知和视觉信息的左顶枕叶瓣（parieto-occipital lobe），其所含的NAA含量和智力有关。

为了确定NAA是否对创造力有作用，Jung的团队对从18岁到39岁，来自不同地区的56人大脑中NAA的含量进行了测量。同时，他们还对这些志愿者的智商进行了测试，更确切地说是测量他们的发散思维能力，这是创造力的一项重要指标，包含了是否能提出新想法，如对日常事物提出新的运用。

总体而言，志愿者的创造力得分和大脑某个名为扣带回前部（anterior cingulate gyrus (ACG)）的NAA含量有关，这个区域负责额叶皮质（frontal cortex）的活动，这和高层次的心理活动有关。一般人，扣带回前部NAA的含量越低，创造力越高，而IQ超过120的聪明人，则需要高含量的NAA来保证出类拔萃的创造力。

Jung猜想一般人的大脑NAA水平越低，对额叶皮质的活动控制越弱，因而这些大脑也就更容易天马行空地想象，得到新的灵感。而在高智商人群中，情况恰好相反，对额叶皮质的控制越强，其创造力才会被激发出来。

“人们常说给大脑自由，想象才会如源源流水，” Jung指出，“对于一般人，这可能是事实，他们的额叶皮质需要更多的空间才能完成创意，而情况在高智商的人群之中恰恰相反。”

英国布里斯托大学（University of Bristol）的Paul Howard-Jones同意这种看法，他认为不同智商的人群其创造力的来源也可能不同。“而这表明IQ存在一个阈值，超过它，IQ和创造力的关系就变了。”他补充道。

尽管如此，佛罗里达大学的Howard-Jones 和 Kenneth Heilman警告道，因为我们对NAA对神经元的作用认识不完全，Jung的结论仍然是值得怀疑的。

Heilman还补充道，如果还能测试NAA和创造力的另一面——收敛思维的关系，那无疑就更妙了，收敛思维体现了一个人将千头万绪理出一条想法的能力。

Jung还认为，他的发现同时还能解释那些像爱因斯坦的大牛为什么这么富有创造力。“我并不认为他的IQ得到过测试，也许只有120，并非高高在上”他说道，“我倒是想看看他的ACG是什么样，紧紧依靠IQ是不可能达到如此的辉煌。依我看来，应该是智商加上创造力。

紧紧依靠IQ，爱因斯坦是不可能达到如此的辉煌。而应该是智商加上创造力的效果。

最初的心跳触发了血液生成

原文 by Andy Coghlan

当胎儿的心脏开始跳动，成长中的大动脉里的血液也随之生成，两个独立研究小组近日的研究成果表明，心跳的开始伴随着血液的生成。当心脏开始将原始的类血液体输送到胎儿全身，大动脉中的流动液体压力变化触发了血液干细胞产生，这些细胞随后进一步转化为身体各处的血细胞。随着这些细胞的复制和成熟，他们很快取代了含有红血球的原始血浆。

来自波士顿 Howard Hughes医学院的Leonard Zon和他的同事们揭示了在斑马鱼和老鼠胚胎身上，体液的压力变化是触发产生成体血液的开关。这一发现解开了主动脉组织是如何开始产生血液干细胞的原因，同时，这一发现可能为罹患白血病而又无法找到合适捐赠人的病人提供新的希望，通过将干细胞置于合适流体中以产生所需的血液。

在另一个独立的研究中，来自波士顿儿童医院的George Daley和他的同事发现在模拟正常流动和压力的血液中，胚胎干细胞更容易产生血细胞。他们的另一项将老鼠胚胎置于没有心跳或循环环境中的实验发现，主动脉动脉组织只能产生很少的血液，然而当Daley的研究小组将其置于流动环境中时，血液产生量迅速上升。

伍斯特高等细胞技术所的首席科学家Robert Lanza认为，这一发现对揭示机械力在血液和其他功能发展中所起的作用有着重要的意义。

扁平宇宙观，扁平地球观的重现？

原文by Eugenie Samuel Reich

曾经有一段时间，人们都相信地球是平的。而当相反的证据涌现时，采取的是选择性失明，或是将其融入到主流的观点之中。而今天，我们视地球平坦论者为无知的行为，可能是在重蹈覆辙，只不过现在讨论的对象不是我们的星球，而是整个宇宙。

当谈及整个宇宙时，“扁平”所指的是光线经行一长段距离时，两两之间必然保持平行。如果宇宙是“平的”，那么光线永远保持平行。但是，物质，能量以及暗能量都会在时空中制造出曲率，不圆滑（curvature in space-time）。这样，如果宇宙的时空是向内弯曲，就好比一个球形的表面，那么平行的光线将会汇集。而如果向外弯曲成一个马鞍形的宇宙，光线就会发散。

由于威尔金森微波方向探测器（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)）卫星揭示了早期宇宙中物质及暗能量的密度，大多数天文学家都信心满满，认为宇宙时平的。但是，这种观点现在却受到牛津大学的Joseph Silk及其同事的质疑，他们认为WMAP所做的观测可能被误解了。

在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society(www.arxiv.org/abs/0901.3354)录用的一篇文章中，他们拿出WMAP的观测数据以及其它一些宇宙学实验，使用贝叶斯理论（Bayes's theorem，用来揭示不同的起始假设与某一结论间的相关度）对其进行分析。

利用现代天文学家的假设，即宇宙是扁平的观点，他们分别计算了宇宙曾经是扁平、球形或马鞍形状态的可能性。得到宇宙确实是扁平的概率为98%，可是当他们从一个更为随意的位置开始计算时，概率马上降为67%，这无疑让宇宙扁平观大打折扣。

“更为合理的看法是，宇宙事实上并不是完全扁平的，”Silk认为，并指出他所做的计算表明天文学家的假设已经在很大程度上影响了他们的结论。WMAP项目发言人，普林斯顿大学（Princeton University）的David Spergel也表示认同。“他们已经构造了一种严格的概率方法，来重新审视这个问题。” David Spergel说道。

这次计算表明，天文学家所做的假设已经极大地影响到他们的结论。Silk指出，天文学家需要有99.9999%的自信认为宇宙是扁平的，这样才能在不管是那种初始假设下，都能确保自己的结论足够地有说服力。很显然，没有哪项观测让宇宙扁平观的正确概率如此之低。