2014年11月28日《科学》杂志精选

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封面故事：来自火星的“黑美人”
Martian obsession
NWA7034或“黑美人”重239克 ，是一个来自火星的、已有44亿年历史的陨石。它的价值超过每克1万美元，是最古老的火星陨石之一。
黄瓜变甜的基因之路
Biosynthesis, regulation, and domestication of bitterness in cucumber
据一项新的研究报告，带甜味的非野生黄瓜是如何从其苦味的野生祖先那儿演化而成的现在变得更清楚了。植物中的小分子会影响这些生物与其环境之间的重要关系。例如，在葫芦科植物中——其中包括黄瓜——葫芦素分子会表达一种苦味，它可帮助驱挡食草动物。如今，葫芦科植物中的某些成员通过一种家养过程已经失去了它们的苦味，并成为人类常吃的食物。然而，人们对这一家养过程的分子层面的了解大体上仍不清楚。如今，通过对115个不同黄瓜品系进行基因组学和生物化学分析，Yi Shang等人揭示了与黄瓜被家养成我们如今知道的带甜味蔬果有关的生物合成通路。他们的结果指向几个与葫芦素产生有关的具影响力的基因，其中包括两个主调控基因。研究人员发现，这些调控基因之一的突变帮助产生了我们如今所吃的不苦的黄瓜品种。在该调控葫芦素产生的通路中的其它变异帮助创建了一种突变黄瓜品系，它能在接触寒冷气温时保持甜味（而在某些黄瓜品系中，其瓜果会在这些应激的情况下变苦）。总之，Shang等人的结果提示，黄瓜的家养过程可由葫芦素调节因子功能丧失来解释。（DOI:10.1126/science.1259215）
寻求已久的对真菌的观察
Global diversity and geography of soil fungi
一项对全世界真菌的大规模的基因调查揭示了真菌分布和多样性的全球模式。然而，这项研究还显示了研究人员对这些微生物及人类活动如何对它们造成影响所知道的是如此之少。Leho Tedersoo及其同事从世界各地365处收集了近1万5000个土壤样品并用焦磷酸测序技术来研究其中所含的真菌基因。他们的结果提示，植物与真菌的演化并非如科学家们过去所认为的那样相互交织在一起，而导致如今真菌多样化的主要驱动因子与气候有关。他们说，每年的降雨量似乎是真菌物种丰富程度的最强驱动因素，尽管像pH值和钙浓度等因子也会对它们的生物多样性有着明显的作用。与植物和动物一样，真菌似乎集中在地球的赤道附近。但Tedersoo和同事发现了某些主要的真菌种类违背了这种模式，其中包括某些外生菌根真菌物种--它们最为丰富并处于中-高北纬地区，而其它某些品种则越近地球的极地数目越有所增加。据研究人员披露，外生菌根真菌需要有众多的植物品种以及土壤的高pH值才能兴盛发展，腐生性真菌则喜欢雨水丰沛的环境，而病原体则会避免高纬度地区，但它们会趋向富含氮的地方。一般来说，真菌物种的丰富程度不会像植物物种多样性那样随着纬度的上升而急剧下降，表明真菌在影响地球上的生命中起着一种主要的作用，尤其是在气候较为恶劣的较高纬度地区。即使如此，真菌的丰富程度会在更高北纬地区下降，表明目前的假设真菌在地球各处恒定分布的预测实际上高估了真菌的丰富程度。总之，这些发现较好地描绘了世界各地土壤真菌类群落及它是如何影响人类健康的。一篇由 David Wardle 和 Björn Lindahl 撰写的《视角》文章更为详细地解释了这一研究。（DOI:10.1126/science.1256688）
帮助某些蚊虫散播疟疾的基因
Extensive introgression in a malaria vector species complex revealed by phylogenomics
两项比较蚊虫基因组的研究开始为一个百年之谜提供了答案：为什么只有某些吸血的按蚊属会传播人类的疟疾。按蚊有400多种，但只有大约60种会传播在人类中引起疟疾的寄生虫。因为科学家们在1个多世纪之前就发现了这一选择性能力，因此其生物学基础受到人们积极的探索。为了调查其背后的基因组学，一个由Daniel Neafsey领导的小组对16个按蚊基因组进行了测序。通过在这些物种和果蝇（它是对按蚊来说最密切相关的生物属之一，其存在有等同基因组资源）中进行比较基因组学分析，他们揭示了使得某些按蚊物种特别擅于造成危及生命感染的显著基因差异。在Michael Fontaine等人所做的一项研究中发现了更多的差异，这些差异也利用了16个参考序列。研究人员发现，在按蚊中的基因流动比在果蝇中要更为广泛，这主要是因为一种被称作基因渗入的过程，在这一过程中，来自某一物种的一个基因进入到了另一物种的基因池中。该过程能够产生比只是等待新突变发生要快得多的基因转移。研究人员发现的按蚊基因的高度流动提供了一个基因变异的丰富来源，而自然选择可对其产生作用--从而为将让蚊子成为高效疟疾载体的特征（如对杀虫剂有抵抗力或能耐受更多疟原虫）在某些种类按蚊中得到纠正铺平了道路。研究人员所制备的16个新的参考基因组对蚊虫生物学的不同方面提供了重要的见解，这不但能帮助研究人员对遗传学和演化生物学的基本理解，而且还能帮助他们探索如何更好地控制疟疾传播。（DOI:10.1126/science.1258524）
忘了它吧
Forgetting the presidents
为什么人们能回忆某些历史事件，但却无法回忆另外一些事件？例如，所有美国成年人曾经知道的美国总统--菲尔莫尔、布坎南和麦金利，仅举数例--现在已经鲜有人记得了。Henry Roediger 和 K. Andrew DeSoto在此证明，对文化知识的记忆是基于包括“新近性”和过去接触次数等因素的。他们的结果揭示了对文化事件的记忆是如何能被客观地加以研究的。研究人员对抽样的美国公民随着时间推移而忘却美国总统的速度进行了评估，他们聚焦于2个群体：分别在1974、1991和2009年接受测试的三个世代的大学生，以及在2014年进行测试的不同年龄的577位成年人——他们被选来代表当代的大学生群组团体（婴儿潮一代、X世代和千禧世代）。这些人被要求回忆尽可能多的美国总统并将他们以其正确的顺序排位。研究人员发现，尽管这三个学生组是在一个为期35年的阶段中接受测试的，但他们却以同样的方式遗忘：他们能回忆最早的几位总统（首因效应）和最后几位总统（近因效应），但不能记住位于中间的那些总统。例如，每个群组都能记住华盛顿（第一位总统），也能记住大多数最近的总统（如1974年时的福特、1991年时的布什及2009年时的奥巴马），但在这之间的总统--包括在接受测试时担任总统之前第8位或第9位总统--则被人们忘却。每一组人也都记住了林肯，这大概是因为他是美国内战时的一个关键人物。被测试的577位成年人中也出现了类似的结果。基于这些数据，研究人员预测，随着更多总统被添加到美国总统的名册之中，对近来总统的回忆将会到达对菲尔莫尔、布坎南和麦金利总统的水平（人们不太能记住他们）。由David Rubin撰写的一篇《视角》文章提出了更多的见解。（DOI:10.1126/science.1259627）
表面结构成为超级排斥性的秘密
Turning a surface superrepellent even to completely wetting liquids
研究人员设计出了一种能够排斥任何液体——包括氟化溶剂这类潮湿度最大的液体——的表面，且他们是在不用涂层的情况下实现这种超级排斥性的。Tingyi Liu 和 Chang-Jin Kim 描绘了这种技术——只通过改变材料表面的粗糙度而赋予许多不同材料对油和水的超级排斥性。（在1960年代研发的第一类防水材料同样只依赖于表面的粗糙度。）但在1990年代后期首创的超级疏水材料则是将这种粗糙性与防水多聚物涂层结合来产生其作用的。Liu和Kim用硅石作为开始，并在其表面蚀刻上一种“钉床”结构，后者已知能赋予某些材料以耐水性。研究人员接着将其钉头切掉以制造类似伞或高尔夫球座样的突起；他们发现，这种新的结构使得液体与二氧化硅表面之间几乎很少有接触。他们在金属和多聚物上测试了这种超级排斥表面结构，并发现，即使是能量最低的液体也会在这些材料上形成液珠并滚落。据研究人员披露，在没有疏水多聚物涂层的情况下，该超级排斥性硅石可承受的温度超过1000摄氏度。他们说，他们的不含多聚物的超级排斥性材料预计会在户外环境和工业环境中比传统的超级排斥材料持续更长的时间。（DOI:10.1126/science.1254787）