2014年08月29日《科学》杂志精选

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封面故事：来自星星的距离
How far are there srars?
据一项新的研究报告，有关地球与昴宿星团距离的辩论可能终于能结束了；昴宿星团是最接近地球的星团之一。知道与某颗恒星的距离可帮助科学家们确定其数个物理属性。尽管昴宿星团因为各种原因而对天文学家十分重要--包括它被用作对恒星演化模型的测试--但在此之前，科学家们还没有确定对其的距离测量。尽管这一距离已经被测量了许多次，但测量结果的差异高达10%。鉴于一直存在的分歧，Carl Melis及其同事谋求用一种新方法来测量这一距离，一种可对迄今所用的距离测量提供独立意见的方法。他们的方法利用的是射电天体测量，这是一种可通过参考太空中某一基本静止物体——在这一案例中则是一颗非常遥远且明亮的类星体——而提供绝对距离的技术。他们所得出的距离为136秒差距，这与许多先前的测定十分吻合，但它与著名的依巴谷距离测定不相容，后者是由在1989年发射的欧洲航天局卫星所做的测量。由于依巴谷测定自它首次提出以来一直存在争议，然而，许多昴宿星团观测一直是用非依巴谷距离进行解读的（即，用与最近测量接近的距离值）。Melis等人的工作提示，这些分析可能是有效的，而用依巴谷距离——短了10%——所做的研究可能需要进行更新。一则《视角》文章提供了更多的见解，它解释了弄清楚依巴谷错在什么地方为什么能影响盖亚卫星使命；盖亚卫星是最近发射的，旨在绘测我们所在的银河系板块，它所用的方法类似于那些依巴谷所用的方法。（DOI:10.1126/science.1256101）
被测序的埃博拉病毒株使人们了解目前疫情的多个方面
Genomic surveillance elucidates Ebola virus origin and transmission during the 2014 outbreak
研究人员已经对来自西非病人的99个埃博拉病毒基因组进行了测序，西非是有记录以来发生最大规模埃博拉病毒感染爆发的地方。他们的结果对埃博拉病毒（EBOV）在2014年爆发时是如何及何时进入人群的提供了见解，它们可能会指导控制埃博拉病毒的传播及了解治疗标靶的方法。过去的埃博拉病毒感染的爆发局限于中部非洲，但2014年的爆发则是从西非国家几内亚开始的，并接着蔓延至塞拉利昂、利比里亚和尼日利亚。与所有其它EBOV的爆发一样，有关的病毒株带有独特的基因变异。为了对它们进行描述，Stephen Gire等人应用深度测序技术对来自塞拉利昂某医院的78名患者的99个埃博拉病毒基因组进行了评估。通过将2014年EBOV的测序数据与早些时候的EBOV爆发的20个基因组进行比较，Gire等人确定，今年的爆发可能是在过去的10年内从中部非洲传播而来的。研究人员说，与过去的爆发——在这些爆发中，对如感染的狐蝠等病毒储库的持续接触促成了爆发的发展——相比，此次的病毒爆发始于某单一人储库的交换。它接着通过持续的人与人的相互交往而传播，它可能是通过将来自几内亚的2个EBOV病毒世系引入塞拉利昂而传播到那里的。（Gire等指向在几内亚的一个与埃博拉病毒有接触的治疗师的葬礼可能是这些病毒世系传播的源头。）考虑到目前疫情中的高死亡率，像那些在此获得的EBOV样本的演化是有限的。这些样本对了解独特的病毒突变是如何能够影响2014年爆发的严重性提供了一个起点。这些结果还表明，在疾病流行期间对病毒基因组进行快速测序如何能对疾病监控及指导有关治疗标靶的研究提供见解。尽管知道这些病毒序列没有即刻的治疗上的意义，但这一资讯对那些正在努力了解该疾病的科学家们是至关重要的。（DOI:10.1126/science.1259657）
基因数据对北美北极的人类早期定居进行了阐述
The genetic prehistory of the New World Arctic
应用一个来自古代和现代人的数据组合，研究人员提供了有关北美洲北极地区——这是美洲最后一个由人定居的地方——人口历史的迄今为止最清晰的画面之一。迄今为止，人们在这一条件严酷且寒冷区域中的早期定居的情况一直难以得到澄清，研究人员对谁首先在那里居住、那里的不同文化之间有何关系等等都有争议。基于来自考古研究的见解，他们认为那里最早的居民可能是在6000年前跨越白令海峡从西伯利亚来到这里的。北极居民代表了两个不同的迁徙：古爱斯基摩人——他们先出现在北极并展现出多种考古文化，以及新爱斯基摩人——他们几乎是在4000年后在北极出现的。直到最近之前，有关文化是如何在这两群人间转移的问题只能通过比较人工制品的风格得到解决，但现在Maanasa Raghavan等人报告的基因数据能更好地阐明这个地区的人群历史。研究人员收集了保存下来的来自北极西伯利亚、阿拉斯加、加拿大和格陵兰的超过150个古代人的骨头、牙齿及毛发样品并分析了他们的线粒体DNA（这是研究相互关系的一种好工具）。为了在这些古人与现代人群之间进行比较，研究人员还对来自该地区的7位健在个人的基因组进行了测序。与先前研究相反，他们的分析提示，古爱斯基摩人到达北美与产生土著美洲人与因纽特人的迁徙事件是分开的。此外，虽然先前的研究无法解决不同的古爱斯基摩人群是否有相同的祖先人群，但Raghavan等人的发现表明，他们确实共有某共同的西伯利亚祖先。研究人员显示了在古爱斯基摩人与新爱斯基摩图勒文化之间有基因流动的证据，尽管它可能发生在西伯利亚的这两群人的共同祖先人群之中，而不是发生在北极，而在北极这两群人大体是分开的。通过这项研究，科学界会对人们是如何在北极定居的获得一个更清晰的画面，其中包括对基因与文化之间复杂互动的了解。一则《视角》文章提供了进一步的见解。（DOI:10.1126/science.1255832）
研究提示，付钱给巴西的种植业者来进行生态保护是值得的
Using ecological thresholds to cost set-asides in a biodiversity hotspot
由Cristina Banks-Leite及其同事所做的一项新的研究提示，巴西要花其年度农业补贴中的6.5%——只占其国内生产总值（GDP）的0.0092%——来留出在大西洋森林中的需要将生物多样性恢复到在保护区域中观察到的同等水平的土地。这一发现为世界上生物多样性最热点之一提供了一个向前推进的有成本效益的环境保护途径，它也暗示了其它有着类似混合地理情况地区可用的保护策略。研究人员分析了来自巴西大西洋森林不同地区的43种哺乳动物、140种鸟类及29种两栖类的数据并发现，这些种群需要大约30%的森林覆盖来维持其健全，或者说是维持一种类似在保护地中所见的生物多样性水平。他们说，一旦这些动物的自然栖息地碎裂至其原先覆盖的约28.5%，它们的种群组成就会开始有显著的改变。Banks-Leite及她的同事对为了将该大西洋森林的最多样化区域恢复到这一30%森林覆盖的阈值需要有多少私营的农田被留出进行了估计。基于支付给巴西生态服务部门（PES）费用的平均值，研究人员提出，每年需要支付大约1亿9800万美元给土地拥有者才能让他们感到值得放弃他们农田的必要所得以用于生态保护。他们说，这一策略——它会留出片状的受保护森林中的农田——可帮助恢复大西洋森林的生物多样性和像病虫害控制与植物授粉等生态系统服务至目前仅在保护区观察到的水平。（DOI:10.1126/science.1255768）