2014年10月17日《科学》杂志精选

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当食草动物数目下降时，植物会抛弃其棘刺防御
Large carnivores make savanna tree communities less thorny
植物可通过特别防御机制来保护它们或通过在食肉动物——它们会猎取食草动物——活动的地盘扎根而在到处都是饥饿食草动物的地面持续存在。这项揭示这些结果的研究证明了捕食和植物防御是如何相互作用来塑造植物群落的。尽管大多数的生态系统中充满了食草动物，但植物仍然存留在地球之上。然而当它们是如此多的食草动物的共同食物时它们为什么仍然能兴盛存在激发了辩论；有人说，植物能持续存在是因为有大型掠食动物限制了食草动物的数目。其他一些人则指出植物演化出了结构性及化学性的特别防御机制。为了更好地了解这两种因素的促成作用，Adam Ford和同事聚焦于一种非洲羚羊喜欢吃的植物：合欢树。这种树可能长满棘刺（A. etbaica）或棘刺较少（A. brevispica），羚羊更喜欢吃后者。Ford等人在东非大草原对带有GPS领圈的羚羊及捕食它们的主要动物豹子和野狗进行了监测。在一项实验中，Ford的团队通过去掉可隐藏掠食动物的多林木地区而让该热带大草原的一部分变得对羚羊不那么危险。羚羊在这些地区的进食有了急剧的增加。在另外一与项实验中，研究人员对羚羊是否真的更喜欢吃刺较少的合欢树种A. brevispica做了测试。将A. etbaica 树枝上的刺去掉并将它们连接到A. brevispica的树枝上大大地增加了羚羊对A. etbaica的兴趣，使得它与羚羊对A. brevispica的兴趣变得一样。这揭示了棘刺作为一种防御机制的重要性。一项对两种合欢树种相对丰度的GPS分析显示，在那些羚羊自由自在漫游地区的合欢树保持着它们的棘刺。相比之下，棘刺较少的合欢树种A. brevispica则在羚羊回避的高危险地区（即那些有较多林木覆盖的地区）更多。Ford等人的工作揭示了食草动物的回避危险行为及植物的对抗食草动物的防御机制是如何相互作用以塑造植物群落的。究人员指出，影响大型食肉动物种群的人类活动已在改变这些相互作用。（DOI:10.1126/science.1252753）
龙卷风的更多次数的簇集
Increased variability of tornado occurrence in the United States
全球暖化会引起更多的龙卷风吗？如果是这样，据Harold Brooks和同事在这项研究中报道，这种情况还没有发生——尽管他们说，龙卷风在一年中的时间分布方式一直在改变之中。气候变化是否对美国的龙卷风活动——这些活动每年造成了大量的财产损坏——造成了影响已经在科学家和公众之中成为一个热门话题。为了确定龙卷风的数目是否以及如何随着时间的推移而演变，Brooks和他的团队用官方的美国龙卷风数据库对1954年-2013年间的美国龙卷风活动的数据进行了编撰。解读这个数据库对科学家们一直是困难的；它要求将对龙卷风活动的非气象学影响（像如何报告风暴的改进）与气象学影响（如有利的环境情况）分开。Brooks等人研发了一种新的方法来分析该数据库。尽管他们在每年龙卷风次数上（它实际上维持着相对的恒定）没有看到清楚的趋势，但他们确实看到龙卷风自1970年代以来变得更为簇集。换言之，每年中有龙卷风的天数有所减少，而一天中有许多龙卷风的日子则有所增加。研究人员说，这些改变不太可能源自非气象学的影响，尽管什么样的环境情况——一种改变中的气候或其它情况——正在驱动这一簇集效应还不清楚。尽管如此，这些结果是在更好理解环境与龙卷风活动之间关系的道路上迈出的良好的第一步，它们或能促使科学家们重新考虑气候模型预测及其它数据以寻找可能的对这些趋势的具体解释。如果在此描述的变异性继续增加，Brooks及其同事提出，它甚至可能会导致在较少的天数中更多地集中了破坏性的龙卷风。（DOI:10.1126/science.1257460）
土星最小卫星内的令人惊奇之处
Constraints on Mimas’ interior from Cassini ISS libration measurements
据Radwan Tajeddine和同事的一项新的报告披露，在土星最小的卫星土卫一运动中的小幅振荡或可揭示该卫星的一个意想不到的内部。研究人员用卡西尼飞船上装载的图像科学子系统拍摄的图像来分析该卫星的旋转以及它环绕土星的轨道。当从土星上观看时，这些旋转与轨道周期会相互作用而让该卫星看上去在轻微地来回摇摆。然而，这一大多依赖于土卫一内部结构的摇摆运动部分有着异常大的幅度，这表明在该卫星表面之下可能发生了两种情况中的一种。它可能是土卫一含有一个长形的核心——由该卫星在土星环内的结构所塑造。该不寻常的幅度还可能表示存在着一个由一层厚冰覆盖的位于表面之下的海洋。研究人员说，无论是哪一种情况，这些发现都提示，土卫一是一颗比先前认为的要更复杂的卫星。（DOI:10.1126/science.1255299）
首批来自望远镜观测太阳最难捉摸区域的结果
Prevalence of small-scale jets from the networks of the solar transition region and chromosphere
来自一台设计用来观测太阳难以捉摸的大气层的望远镜的第一批观察结果已经到来，它们正在帮助科学家们确定能量在那里是如何创建的及接着是如何被传送至远处的广袤寒冷太空区域的。太阳的大气层有三个主层。中层——它夹在太阳表面与其炎热的外侧日冕之间——被称作色球层。尽管它的深度大约为2000公里，但色球层通常看不见。因为如此，科学家们一直无法确定太阳的巨量的能量特征是如何从其核心输送到日光层的，日光层是环绕太阳的空间区域。
如今，在本期杂志中的一个5篇报告的系列中，研究人员对来自设计用来捕捉该难以捉摸的色球层一瞥的最新工具——航空航天局的界面区域成像光谱摄制仪或IRIS——的首批结果进行了讨论。IRIS是一个在某卫星上的望远镜，该卫星是在2013年6月发射升空的。应用成像与光谱法，它能追踪色球层内的温度差异，以及动态等离子体粒子的速度、密度和湍流。Bart De Pontieu等人用IRIS的成像能力揭示了色球层中的普遍存在的扭转运动，这种活动为人们提供了对能量生产的了解。Viggo Hansteen等人发现了短磁环，其存在是多年来争论的话题。研究人员发现，这些环会以意想不到的方式失去能量。Hui Tian等人用IRIS来观测日冕孔内的活性并发现了可能促成太阳风——一种从太阳持续向外喷至太空的等离子及粒子流——中等离子体的高速喷流。在太阳的更活跃区域（那里的磁辐射很强），Hardi Peter等人发现了在较冷凹陷内埋藏的非常热的等离子凹陷。温度反差造成的等离子“炸弹”是以比科学家们预计的能量要大得多的能量发射的。Paola Testa等人探索了造成长磁环——这是该太阳活跃区域的不寻常特征——的因素，从而发现了一种粒子加速至非常高能量的作用。加速这些粒子的过程预计会发生于宇宙的所有地方。总之，这些报告回答了关键性的有关太阳最有活力地区的尚未解答的问题。一篇《视角》文章提供了更多的看法。（DOI:10.1126/science.1255711）

jiangliben

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