2月24日《自然》杂志内容精选

科学时报》      



   2月24日《自然》杂志内容精选
   封面故事：什么是科学的饮食


   谁决定我们应该吃什么？这种建议是否真能帮助解决我们今天所面临的健康问题
(主要是肥胖症)？我们目前的食谱是演化的产物、抑或是人为的设定？世界上谁拥有
“最好的”食谱？这些都是在我们本期关于科学饮食的专辑中所讨论的问题。这些问
题的答案可能并不是简单的，但它们却是有启发意义的。

   修复龋齿的一种新型合成材料

   龋齿通常是通过用机械手段除去受影响部分，再用树脂或金属合金来填充空洞的
方法来治疗的。这种方法对早期轻度龋齿的治疗不太理想，因为要使填充物粘住，需
要将太多的健康牙质去掉。一种新开发的合成牙釉质涂料有可能避免这一问题。这种
白色晶体涂料用改性的羟磷灰石制成，在化学上和结构上都与天然牙釉质相似，能快
速、无缝地通过纳米晶体生长修复早期龋齿。这种新型牙釉质涂料可用来重建牙釉质
，而不需要钻孔；它不但能修复龋齿，而且还能通过强化天然牙釉质来防止龋齿发生
。

   北半球冰川化的真正原因

   在距今270万年前的晚新生代冰期，在北半球开始出现冰川化，这是文献记录中
最剧烈的气候变化事件之一，但其原因尚不清楚。过去曾被认为是造成这次事件的一
个因素的北大西洋环流的变化，现在却被认为是在这次冰川化之前很久就发生了。新
的古海洋学数据结合一个气候模型的结果表明，在亚北极北太平洋所发生的变化可能
造成了这次气候变化。北太平洋较强烈的季节变化(北美大陆上游大气中水蒸气的主
要来源)，似乎通过诱导晚夏和秋季天气变暖，从而增加可供降雪的水量供应的方式
诱发了北半球的冰川化。

   金星与地球的大气层为什么不同

   上个世纪60年代和70年代发射到金星上的Mariner和Venera探测器显示出金星和
地球的大气层有很多不同。最难解释的不同之处是，金星上主要是惰性气体，尤其是
氩-36的浓度是地球上的50倍。一种新的理论将这一差别的原因追溯到距今约45亿年
前，当时地球和金星被认为由于几个火星大小的行星之间的碰撞而诞生。数值模拟显
示，当一次巨大碰撞发生时，一个海洋的存在会大大增加大气损失的速度。在地球上
，在行星形成期间积累的几乎所有原始大气在这些碰撞过程中会全部失去。而金星由
于离太阳更近，不大可能有很大的海洋，所以金星的原始大气会保留下来。

   新型“拉曼”半导体激光器

   “拉曼效应”指的是一种材料通过吸收入射光子的部分能量来改变入射光束波长
的效应，该效应在化学和材料学中作为一种强大的诊断工具具有广泛应用。现有的用
在光谱和显微观测方面的“拉曼激光器”只有很小的增益(或称信号放大)，需要用强
光学激光从外部泵哺。本期Nature介绍的一种新型电动半导体激光器利用“拉曼效应
”来改变内部产生的一束激光的波长。这种低功率紧凑型“拉曼激光器”可在大部分
红外波段使用，所以有希望用来增加半导体激光器的可调性、适用波长范围和用途。


   大脑学习新指令的过程

   能够遵从如“红灯停”这样的强制性指令的本领，是日常行为的组成部分，灵长
类的大脑可以很快学会。“额叶前体”和“纹状体”都与这一过程有关，但它们各自
所起的作用我们基本上不知道。在一项实验中，当猴子学习新的关联指令时，研究人
员对其大脑中这两个区域的活动做了记录。该实验结果表明，与学习有关的变化在“
纹状体”中发生的速度要快得多，但在“额叶前体”中发生的变化与猴子在完成新任
务时表现水平的提高关系更密切。实际过程有可能是这样的：“纹状体”首先学习，
然后对“额叶前体”进行“训练”。

   决定成年干细胞命运的因素

   成年干细胞已在大量器官中发现。它们不是“全能的”，而是被保持在一种无差
异的状态下，一旦从这种状态释放出来，会影响有限数量的细胞。维持这种平衡的分
子程序的性质现在已在成年黑色素细胞中被搞清，结果表明，Pax3转录因子是胚胎神
经脊发育和成年黑色素干细胞功能的一个调节回路的组成部分。它通过诱导另一转录
因子Mitf来使一个细胞成为黑色素细胞；与此同时，它通过与Mitf竞争结合点来阻止
干细胞的分化。一个细胞若以这种方式决定命运，则能够通过选择走分化之路来对外
部刺激做出快速反应。了解这种调节机制，将使利用成年干细胞进行组织再生的希望
更大一些。