自然子刊綜覽

　　《自然—材料學》

　　中國科學家發現磁場感應蛋白

　　在線發表于《自然—材料學》上的一項研究介紹了一種蛋白復合物，自身能夠指示磁場方向，且許多動物體內都存在與該復合物有關的基因。這種蛋白復合物或許是一些動物磁場感應能力的基礎，弄清其特性或有助科學家在磁場調節生物過程方面實現更多的應用。

　　很多動物都具有感應磁場方向、強度和傾角的能力，并能將其用作導航。雖然有生化模型解釋這種能力，但科學家對實現這種能力的基本生物機理大多還沒弄清。

　　通過在合理生物學假設基礎上進行果蠅基因組篩選，謝燦等人確定了一種類聚合物蛋白，能夠與光感隱花色素蛋白（Cry）單元結合，并自我調整與外部磁場方向保持一致，他們將這類蛋白命名為MagR。他們還通過生物化學和生物物理手段發現，MagR/Cry復合物能夠穩定存在鴿子的視網膜中，以及在蝴蝶、大鼠、鯨和人體細胞中形成。

　　研究人員指出，MagR/Cry復合物為何能感應磁場的原理以及MagR/Cry復合物是否在動物磁場感應中起著重要作用，這一點還不得而知。但是，這種類似指南針的蛋白的發現卻有助于科學家在利用磁場控制大型分子甚至是細胞行為的研究中獲得更多的啟發。

　　《自然—遺傳學》

　　科學家發現決定流蘇鷸雄性交配行為差異的遺傳機制

　　《自然—遺傳學》在線發布的兩項研究介紹了一種遺傳機制，該機制決定了一種淺水鳥的三個雄性種類在交配行為上的重要區別。該研究勾畫出一種單一遺傳因素是如何控制多種復雜特征的方式。

　　拉夫鳥（學名流蘇鷸）有三個不同的雄性種類，其中，獨立雄性（數量占整個雄性的80%~95%）具有多彩的觀賞性羽毛，通過守護領地獲得雌性的青睞；游蕩雄性（占5%~20%）的羽毛只有白色，沒有自己的領地，屈從于獨立雄性，會趁獨立雄性不注意時與雌性交配；菲德爾雄性（占不到1%）能偽裝成雌性，從而逃過獨立雄性的攻擊。這三類雄性都受到同一種遺傳因素控制。

　　為了解這幾種雄性之間這種復雜的行為視覺上的差異是如何共用同一個簡單的遺傳原理的，由Leif Andersson和Terry Burke分別領導的兩個小組對雄性流蘇鷸進行了基因組測序。他們分別發現，相對獨立雄性來說，游蕩雄性和菲德爾雄性體內的同一個染色體區域發生轉化。該區域包含100多個基因，并且這種轉化被認為像是從單個基因塊里遺傳出來的一種“超級基因”。Andersson, Xin Liu等人估計這種轉化首次發生在380萬年前，隨著時間推移，突變不斷累積，最終產生游蕩雄性和菲德爾雄性之間的差異。Burke, David Lank, Mark Blaxter等人則鑒定出與一種荷爾蒙信號有關的基因，該荷爾蒙信號對這三種雄性之間行為差異的產生具有一定作用。兩個小組都發現MC1R基因對游蕩雄性的白色羽毛具有潛在影響。

　　《自然—地球科學》

　　定量確定地球水資源含量和分布情況

　　在線發表于《自然—地球科學》上的一項研究對地球表面水資源的含量和分布情況進行了定量分析。該研究發現，在過去50年里含量又重新豐富并在水循環中起著重要作用的現代地下水，只占所有地下水中不到十分之一的比例。

　　盡管人類和生態系統對地下水有所依賴，但全球范圍內的地下水的含量和分布情況并不十分明確。特別是，有關現代地下水的評估數據又一直缺少全球范圍的統計，這已經成為一個需要正視的問題，因為相比數百萬年之久的老舊地下水而言，現代地下水可再生性更好，但在全球變暖面前也更加脆弱。

　　Tom Gleeson等人將包括半個世紀以前由于熱核實驗而被應用到地下水監測中的放射性氚檢測數據在內的各種數據，與地下水模型相結合，來評估儲存在上層大陸地殼的地下水資源的含量和分布。他們評估得出，所有年代的地下水總含量約為2300萬立方千米，足夠形成一個覆蓋全球陸地表面、厚度可達180米的水層。但是，他們發現，現代地下水只占全球地下水不到6%的比例。不過，現代地下水仍然是活躍水循壞的最大組成部分：藏在地表下面的現代地下水是地表水的三倍，足夠覆蓋全球陸地表面并達3米深。

　　此外，研究人員還發現，現代地下水的分布不均勻，主要依賴于地理和環境條件（比如干旱地區下方幾乎沒有地下水）。他們得出結論：對那些含量重新變得豐富的地下水儲存情況進行研究，有助于找到那些對污染和土地使用變化格外敏感、脆弱的地區。

　　Ying Fan在一篇評論文章中寫道，“這項對全球地下水的調查研究有望引起人們對新型地下水資源的重視——知道了這種對人為的和自然的環境改變最敏感的水資源是有限的。