3月15日《科学》杂志精选

 

 

研究人员说，一颗年轻的太阳系外行星环绕着被称作HR8799的恒星做轨道运行，在它的大气层中含有水和一氧化碳，但是没有甲烷。这些发现提示，一种叫做核心吸积的行星形成机制——而不是通过另外一种叫做引力不稳定性的可能的过程——产生了该系外行星。Quinn Konopacky及其同事应用来自夏威夷凯克天文台的数据来分析这颗系外行星的光谱特征；这颗叫做HR8799c的系外行星是一颗气态巨行星，其质量是木星的7倍。与大多数其他的系外行星不同，环绕HR8799做轨道运行的4颗行星是被直接探测到的，这意味着从它们那里探测到的光是与其主恒星的光分开的。这种直接的探测表明HR8799c是一颗气态巨行星，它环绕其恒星运行的距离和冥王星与我们的太阳之间的距离相当。但如此巨大的行星在距离其母恒星如此远的地方诞生则与行星形成的流行模型相左。

 

天文学界曾一直在争论是哪种提出的机制诞生了该行星（而事实上包括所有的系外行星）；是通过多步骤的核心吸积过程使得气体缓慢积累至行星的核心还是出现了引力不稳定的情景，而在后一种情况中一颗行星的内部及其大气会同时产生。Konopacky及她的团队所作的新的分析为人们提供了HR8799c的化学、引力及大气的高分辨率数据，这些数据强化了行星形成的核心吸积模型的论据。他们的发现意味着一个核心吸积的过程——它类似于塑造我们太阳系的过程，在这个过程中，气态巨行星产生在远离太阳的地方，而岩石行星则产生在距离太阳较近的地方——也使得HR8799c得以形成。

 

 

现代鸟类是如何发展出只用两只翅膀就能飞行的能力的？一项新的研究提示，为了实现这种双足性飞行，鸟类在其进化的过程中首先必须抛弃两个后翼。最近，数个化石显示，某些恐龙在其前肢和后肢上都有大型的羽毛。但是，到现在为止，在鸟类中还没有描述这种4翼身体构造的实例——甚至在它们的最近灭绝的亲缘动物中也没有这种实例。

 

Xiaoting Zheng及其同事对中国山东天宇自然博物馆的化石进行了研究并确认了11个原始鸟类物种的后肢上有着长羽毛的明显迹象。这些发现提示，这种四翼的情况先于双翼的身体构造，而鸟类在其进化中逐渐失去了长在其后肢上的羽毛。据研究人员披露，这种从四翼向双翼的转变可能是鸟类在其后肢获得了更多的鳞片并且更多地用于地面行走时出现的。

 

 

一项新的研究提供了证据，该证据说明在大洋地壳中生活着微生物的群落；大洋地壳是在海底分布的、被沉积物覆盖的地层。于2004年在美国西北海岸外进行的一次海洋探险中，Mark Lever及其同事对海底沉积层及其下方的海底地壳进行了数百米的钻探以获取用于微生物学分析、地球化学分析和地质分析的样品。文章的作者用无菌的锤子和凿子将小块岩石从未被污染的岩石内部分离出来。为了让微生物在模拟它们自然栖息地的条件下生长，该团队将岩石样本在其原本的65摄氏度的温度中进行培养达数年的时间，其环境被设计成类似流经海底地壳的水的化学环境。文章的作者发现，维持这些微生物存活的能量来源可能来自流经裂隙的水与地壳岩石中的铁之间所发生的化学反应。这些反应产生的氢可被微生物用来将二氧化碳转化为有机物质。这些发现加强了一个观念，即地球巨大的海底生态系统是由化学合成所支持的或者是由化学反应所释放的能量所支持的。这使得大洋地壳有别于地球上其他主要的生态系统，地球上其他主要的生态系统中的大多数是由光合作用或光能支持的。

 

 

现代昆虫唯一已知的背侧附器是翅膀及其衍生物，它们仅仅出现在其第二及第三胸节上。然而，在化石记录中翅状垫却存在于昆虫其他的无翅节段上。现在，Takahiro Ohde及其同事证明，两个分别出现在黄粉虫甲虫Tenebrio molitor第一胸节和腹节上的特别翅状垫可通过减少该昆虫中Hox基因的表达而被诱导成为翅状附器。据这些研究人员披露，这些身体区域仍然保持着某种可被开启而萌发出新附器的翅膀发育机制。他们的发现意味着这些区域——也被称为序列翼翅同系物——并没有在进化中丧失，而是进行了修改以允许出现极为多样的昆虫身体构造。Ohde及其他的研究人员提出，其他昆虫物种身体上的无翅节段可能也有长出翅膀的潜力。

 

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