6月6日《科学》杂志精选

月球大碰撞假说的支持性研究

几十年来，月球的起源一直像黑洞内部一样黑暗，但现在一项新的研究揭示了月球的形成过程。科学家们并不完全确定月球是如何形成的，但他们有一个流行的理论，即大碰撞假说，该假说认为月球是由原始地球和固体物体Teyia以神秘的成分碰撞形成的。在这次碰撞中，来自Teia的大量碎片帮助形成了月球。事实上，大多数模型认为大约70%的月球是木卫一。这个理论的问题是，既然太阳系中的大多数行星都有自己独特的同位素组成，那么地球和月球也应该如此。但是到目前为止，科学家们在寻找特瓦的独特同位素时，还没有在月球上发现它们。地球和月球有非常相似的成分。然而，现在，一组德国研究人员在月球样本中发现了一些类似Teyia的东西。研究人员观察了旧月球样本中的氧同位素浓度。氧同位素很容易研究，因为它们的组成在不同的行星之间差异很大。然而，这些样品已经风化，所以很难检测到其中氧同位素的变化。因此，他们分析了难以获得的相对新鲜的样本。这些样本由美国国家航空航天局提供，来自阿波罗的三个着陆点。他们还使用了更灵敏的分析技术。他们能够在这些月球样本中检测到微量但明显更高的氧同位素组成。这个非常小的差异支持了月球形成的大碰撞假说。

传感器可以帮助鲶鱼在黑暗中“看见东西”。

在黑暗中寻找食物可能很复杂。研究人员说，这就是为什么日本海鲶，日本鳗鲶鱼，配备了能够检测水的酸碱度微小变化的传感器。约翰·卡普里欧和他的同事提出，这些传感器可以让鲶鱼感受到猎物的“呼吸”，从而帮助鲶鱼在他们称之为家的黑暗浑浊的水中捕食。约翰·卡普里欧和他的同事在鱼体内发现了这些以前未被发现的传感器。当研究人员研究这些日本海鲶的味觉系统时，他们注意到这些鱼的触须对周围的二氧化碳和氢原子非常敏感。所以他们把鱼放在一个养有多毛类蠕虫的鱼缸里，这是鱼最喜欢的，而蠕虫则在一个隐蔽的环境里。这些蠕虫在呼吸时会释放微量的二氧化碳和氢原子，从而略微降低水的酸碱度。研究人员发现，鲶鱼在这些蠕虫附近的时间比水族馆里的任何地方都多。在黑暗的水中，卡普里欧和他的同事用红外摄像机证实，鲶鱼会发现即使没有蠕虫，酸碱度也会轻微下降的地方。根据研究人员的说法，当鲶鱼找到低酸碱度的小区域时，它总是变得活跃，并处于某种食欲搜索模式。他们说鲶鱼在pH值为8.1或8.2的天然海水中灵敏度最高，但是当水的pH值超过8.0时，它的灵敏度会急剧下降。这些发现意味着，如果预测海洋将继续酸化，日本海鲶的捕猎能力将受到损害。

睡眠如何增强突触并有益于记忆

根据一份关于老鼠的研究报告，睡眠可以巩固记忆，它通过促进大脑中新突触的生长来做到这一点。科学家们早就知道睡眠有助于改善学习和记忆，尽管这一过程是如何进行的还不清楚，尤其是当睡眠被证明会减少大脑中突触或神经连接的数量时。杨光和他的同事最近在这一领域取得了进展。他们证明了教老鼠学习一种新的运动技能，比如在杆的顶端保持平衡，会导致它们大脑中新的树突棘的形成。

现在，为了探索睡眠是否影响突触的变化，杨等人用一种技术观察了活老鼠运动皮层的树突棘。他们训练老鼠学习不同的技能。一些老鼠可以在学习后立即入睡。其他老鼠经历了8小时的睡眠剥夺期。睡眠会导致新的树突棘数量增加。剥夺睡眠会适得其反。事实上，睡眠剥夺的影响如此强烈，以至于它能抑制额外训练的影响。即使睡眠不足的老鼠在某些技能上接受了更严格的训练，它们产生的新突触棘仍然比休息的老鼠少。杨等人发现，与新学到的技能相关的神经活动会在睡眠中重新激活。研究人员称，这种重新激活与突触峰值增长有关，这就是睡眠如何有助于增强记忆和改善行为表现。他们的结果表明睡眠可以导致新突触的生长。杨等认为，最近的经验形成的突触可能在睡眠期间得到加强，而代表更遥远记忆的突触可能在睡眠期间被下调，以便为大脑中具有更多信息的其他突触腾出空间。

(这篇专栏文章由美国科学促进会独家提供)

中国科学新闻(2014-06-17，第二版国际)