12月3日《自然》杂志精选

封面故事:国际土壤年纪念作品集

本期封面展示了2013年11月4日孟加拉国达卡污染土地上艰难的耕作条件。本期《自然》发表了一系列文章，纪念联合国粮食及农业组织确定的“国际土壤年”，讨论土壤的组成和功能、土壤对环境和人类健康的影响以及今后如何实现可持续的土壤管理。卢卡·蒙塔纳雷拉在一篇文章中认为，应该签署一项自愿的国际协议来保护世界各地的土壤。

一种直接测定纠缠的新方法

尽管纠缠(物理上分离的粒子可以表现得像一个整体并可以被视为一个整体的现象)可以说是衡量系统量子属性的最重要的尺度，但是很难直接测量纠缠。到目前为止提出的大多数方案都是在人工量子系统中进行测量，比如超冷量子气体。他们需要通过断层成像来重建量子态，并且仅限于局部系统。本文作者找到了一种直接评估离域流动系统中纠缠的方法。在准备了由铷原子组成的多体量子态的两个相同版本后，作者允许这些版本相互作用。通过特殊的量子气体显微镜，可以观察到与纠缠熵(系统纠缠的特征值)直接相关的特性。这种测量纠缠熵的新方法可以测量与纠缠和纠缠熵相关的其他性质。

癌细胞系的系统比较

在用于分析其对药物库的反应的癌细胞系检测板中，一些研究表明，一些细胞系具有完全不同的药理学敏感性，而其他研究没有看到相同的趋势。在这篇文章中，Levi Garraway和他的同事重新评估了“癌细胞系百科全书”数据库和“癌症药物敏感性基因组学研究”数据库中的数据。他们发现这两个数据库之间的一致性比先前研究中报道的要高。

危机中的海洋生态系统

生态系统对气候变化的敏感性取决于物种是喜欢比他们目前经历的温度更高还是更低。对世界各地81个生态区的浅礁鱼类和无脊椎动物的标准化调查分析表明，现有珊瑚群落的当前温度与其中物种所处的高温生境不完全相符。海洋群落通常由喜欢比海洋平均局部温度更高或更低温度的物种主导。这种温度偏差是预测的当地物种损失的主要原因，其影响超过了升温速率的空间变化。这些数据表明，平均海洋表面温度在24℃左右的地方通常最容易受到群落变化的影响。

微管网络保护肿瘤免受治疗

使星形胶质细胞衍生的脑瘤难以治疗的因素之一是它们渗透到脑组织的倾向。弗兰克·温克勒(Frank Winkler)和他的同事发现，星形细胞瘤延伸或肿瘤微管的长期过程促进了大脑的浸润，并创造了一个相互连接的网络，该网络可以实现多细胞通讯并保护肿瘤免受辐射诱导的细胞死亡。发现与神经生长相关的蛋白43是这一过程中的一个重要因素。通过靶向星形细胞瘤的肿瘤微管破坏星形细胞瘤细胞网络可能是一种新的治疗方法。

有氧发酵是正常的。

使用实验蛋白质组学方法和大肠杆菌模拟，发现呼吸所需的蛋白质量(单位产生的三磷酸腺苷)几乎是发酵所需的两倍。结果表明，溢出代谢(在癌细胞中被称为“沃伯格效应”)是细菌最佳生长的必然结果，在这一过程中，尽管存在氧，但细胞仍会快速增殖，并利用发酵产生能量。一个简单的蛋白质组资源分配模型可以解释所有观察到的系统行为，并准确预测对条件变化的反应。这项研究表明，新陈代谢过剩不仅仅是一种浪费，而是一种自然增长模式。这里采用的方法可以直接应用于生物技术和癌症研究。

难以解释的超软X射线源

从附近星系M81的超软X射线源探测到持续的低速重子喷流，具有蓝移的宽α发射线，这是具有相对论速度的重子喷流的特征。相对论喷流和持久的超软X射线光谱的结合是意想不到的，并且挑战了当前超软源和喷流形成的理论。一种可能的解释是，这个来源是一个黑洞，有“光学厚外流”，这一直被怀疑存在超临界吸积。

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《中国科学日报》(2015年12月14日，第二版国际版)