2013年04月12日《科學》雜志精選

　　封面故事：人類祖先南方古猿源泉種的進化歷程

　　The Mosaic Nature of Australopithecus sediba

　　本周《科學》雜志中包含了6個研究的1組報告以及一篇伴隨性的介紹文章就南方古猿源泉種的解剖和可能的習性提供了一套完整的見解；南方古猿源泉種是人們在2008年于南非約翰內斯堡附近Malapa遺址發現的有2百萬年歷史的數個部分骨架遺骸的化石。研究顯示，南方古猿源泉種是一種人與類人猿特征的嵌合體，它有著人樣的骨盆、手和牙齒及一個黑猩猩樣的腳。研究人員還不肯定南方古猿源泉種在古人類系譜圖中的位置，但這6項研究顯示，Malapa化石是人類進化的一個引人注目的例子。這些最新的文章是該小組早先研究的跟蹤研究，它們對一個通常稱之為MH1的較為年輕的男性的骨架和一個叫做MH2的女性骨架以及一個叫做MH4的單獨的成人脛骨做了更深入的探索。

　　Joel Irish及其同事對MH1和MH2的牙齒特征進行了檢查與南方古猿源泉種的其它方面一樣，這些牙齒是原始人和現代人樣特征的雜燴。南方古猿源泉種與人一樣在其磨牙上有5個牙尖或溝槽圖案。這些以及其它的牙齒特征表明，南方古猿源泉種與像南方古猿非洲種這樣的南非南方古猿關系較為接近。Jeremy DeSilva及其同事對南方古猿源泉種的下肢解剖的分析表明，南方古猿源泉種是以一種完全獨特的方式行走的。南方古猿源泉種的小型足跟與黑猩猩的足跟類似。該物種可能以一種膝與髖向內旋轉的方式行走，且其雙足略微扭曲。文章的作者得出結論，這種原始的行走方式可能是直立行走和爬樹之間的一種折中方式，因為南方古猿源泉種似乎比其他的南方古猿具有更多的與爬樹有關的解剖結構。這些結果表明，不同物種的南方古猿會以不同的方式使用它們的解剖特征——有些用其來爬樹，有些用其在地面行走，有些兼而有之。

　　Darryl de Ruiter及其同事對MH2的下頜骨遺骸進行了檢查，從而揭示了一個在大小和形狀上與其它南方古猿不同的下頜骨。Steve Churchill及其同事分析了南方古猿源泉種的上肢。若不計入其手部和腕部，南方古猿源泉種的上肢是原始的，表明其保留了攀爬和懸吊的能力。Peter Schmid及其同事研究了南方古猿源泉種的胸廓遺骸，從而揭示了一個狹窄、猿樣的上部胸廓，這與人類中所見的寬闊、圓柱形的胸部是不同的。其保留不那么完好的下部胸廓化石則與人更為相似。Scott Williams及其同事分析了2個南方古猿源泉種的部分脊柱。該小組發現南方古猿源泉種擁有與現代人相同數目的腰椎骨，但卻顯示出一個更長及更靈活的腰背部。南方古猿源泉種的靈活的脊柱與較早期的南方古猿不同，它與直立人的脊柱更為相似。總的來說，這些研究指出，南方古猿源泉種很可能是人屬動物的祖先————該屬包括了猿與現代人。正如Lee Berger在其序文中所述，這些發現暗示，南方古猿源泉種或許也包括南方古猿非洲種可能并非源自南方古猿阿法種的世系。未來幾年在Malapa遺址的進一步化石發掘會給人們帶來更多的驚喜。（DOI: 10.1126/science.340.6129.163）

　　探秘大氣中至關重要的神秘分子

　　Lifting the Veil on an Old Mystery

　　幾十年來，科學家們一直對大氣中的被稱作克里吉中間體（或CIs）的一組壽命短暫的分子感到困惑；盡管這些分子在大氣過程（例如，它們造成了全球氣候的改變）中有著極端的重要性，但人們對它們是如何與其它大氣化合物起反應的卻知之甚少。這是因為在歷史上，CIs無法直接在氣相中被觀察到；最簡單的CI只是在最近才在實驗室中被檢測到，而它的檢測成功所用的是無法普遍可得的復雜儀器。現在，由Su及其同事所做的一項新的研究報告說，他們用一種容易獲得的可提供更明確結構識別的裝置由直接紅外（IR）光譜檢測到了最簡單的CI；對這種分子進行直接IR檢測可使人們測量這種分子與其它大氣化合物的反應性。有關其反應性的不確定性持續存在，其部分原因是因為無法直接測量任何較大的CI分子。然而，如今Taatjes及其同事報告了在實驗室中為進行下一個較重的克里吉中間體的檢測所做的準備。他們進而對這種分子在大氣過程中所起到的各個方面的作用進行了闡釋；也就是說，直到最近，人們還一直認為對流層中的CIs幾乎僅與水分子起反應，但由Taatjes及其同事對這一分子與水及與污染物二氧化硫和二氧化碳的反應所做的動力學測量表明，CIs可超越其基于水的反應而起到更大的作用。例如，CIs與大氣污染物二氧化硫的反應可能會促成大氣氣溶膠（它會將太陽輻射反射回太空并從而幫助地球冷卻）的形成。人們需要做進一步的研究以確定其它的CIs是否也會與大氣中的其它化合物起部分反應。一則由Luc Vereecken所撰寫的《觀點欄目》文章更為詳細地揭示了這些發現。（DOI: 10.1126/science.1236475）

　　安全地給腦子照光

　　Injectable, Cellular-Scale Optoelectronics with Applications for Wireless Optogenetics

　　研究人員找到了一種將小型光電器件、或那些可探測及控制光的器件安全地插入到嚙齒動物腦中的方法。Tae-il Kim及其同事研發了這種新的技術，并接著用他們的植入式裝置來刺激可自由行動的嚙齒動物的神經元，使得它們能將多巴胺及其它的神經遞質釋放到大腦中。這些裝置為基礎生物學研究帶來了新的機會，且研究人員提出，這些植入式的LEDs、傳感器及硅裝置最終也可能會找到廣泛的臨床應用。此前，曾經有過將類似的光源、檢測器及致動器放置于腦中的案例，但直接將這些裝置插入腦組織受到許多因素的阻礙，其中包括插入時造成的組織損傷、插入后的持續刺激及電力供應問題。據Kim及其他研究人員披露，現在，這些新的無線、超薄、機械性力順裝置可被安裝在針頭上并被插入到不同深度的腦組織內而不會引起任何的傷害。他們提示，這種微創技術可能有一天會改變因應藥物、pH值、血氧及葡萄糖濃度抑或人類腦中神經遞質的光刺激。（DOI: 10.1126/science.1231059）

　　聽新歌曲會給大腦以獎勵

　　Interactions Between the Nucleus Accumbens and Auditory Cortices Predict Music Reward Value

　　無論是度過一個交響樂之夜還是一個重金屬音樂會之夜，幾乎每個人都喜歡聽音樂。現在，研究人員發現，大腦中一個叫做伏隔核的部分可能與人第一次聽到一首樂曲時所產生的愉悅感或者是受到獎勵的感覺有關。伏隔核——這是腹側紋狀體（腦子的獎賞中樞）的一部分——的神經活動是聆聽者愿意花多少錢來購買一首歌或專輯的一個準確的預測因子。Valorie Salimpoor及其同事創造了一種環境，在這個環境里參與者可以花他們自己的錢通過一種類似于iTunes的模擬線上音樂購買系統來欣賞他們第一次聽到的樂曲。在參與者瀏覽音樂并第一次聽到特定聲音模式的同時，研究人員對他們的腦子進行了掃描。Salimpoor 及其同事發現，當人們在聽他們以前從未聽到過的樂曲時，其伏隔核中的神經活動可以表明一個人喜歡該樂曲的程度從而預示這個人是否會決定買下這首樂曲。伏隔核本身不會做出這樣決定，但它會整合來自大腦的感覺、情感及執行部位的反應。這些聯系的或強或弱可幫助決定樂曲是否受到喜愛。換言之，不同部位的腦子如何對音樂做出反應取決于我們在整個一生中所接觸到的音樂的種類，因此，它是一個高度個性化的反應。（DOI: 10.1126/science.1231059）