8月31日《科学》杂志精选

选自2012年8月31日出版的《美国科学》杂志

杰尼索夫人基因组测序

一项新的研究描述了杰尼索夫人基因组的完整序列，从而为这些与尼安德特人关系密切的古代人类和现代人类之间的关系提供了线索。杰尼索夫人的化石证据很少；这个群体的存在直到2010年才为人所知，唯一已知的化石是在西伯利亚南部阿尔泰山的丹尼索瓦洞穴中发掘出的一个趾骨和两个臼齿的碎片。由于他们只有一小块指骨的材料样本，斯万特·帕珀和他的团队开发了一种解开DNA链的方法，这样两条链中的每一条都可以用来产生测序分子。这种方法使团队能够获得极其完整的基因组序列，这与研究人员从现代人类基因组中获得的序列相似。

研究人员将杰尼索夫人的基因组与世界上几个现代人的基因组进行了比较。杰尼索夫人似乎在某种程度上对现代人类基因组做出了贡献，但程度不同。例如，杰尼索夫人和巴布亚新几内亚人的相同基因比任何其他研究的现有人口都多。此外，在亚洲和南美洲发现的丹尼索瓦人的等位基因比欧洲人多，但这可能反映了现代人和尼安德特人之间的杂交繁殖，尼安德特人是丹尼索瓦人的近亲，而不是来自丹尼索瓦人自身的基因流。

该研究报告了其他几项发现。例如，杰尼索夫人的基因组已经被测序，他们携带的等位基因与今天人类的深色皮肤、棕色头发和棕色眼睛有关。研究人员还列出了从杰尼索夫人分裂后人类基因组的最新变化，即现代人类独有的变化。研究人员表示，杰尼索夫人自身的遗传多样性极低，但这可能不是近亲繁殖造成的。鉴于杰尼索夫人在一段时间内的广泛地理分布，他们的人口可能在开始时很少，但增长很快，没有时间增加基因的多样性。这篇文章的作者说，如果进一步的研究表明尼安德特人的人口规模随着时间的推移在某种程度上发生了变化，这可能意味着从非洲分散出来的单一人口产生了丹尼索瓦人和尼安德特人。

土壤中有抗生素耐药性的线索

根据一份新的研究报告，土壤细菌和人类病原体将很快交换多药耐药基因，这表明环境中的细菌会导致抗生素耐药性的持续危机。这些发现可以改变目前关于抗生素耐药性和应对方法的想法。土壤是地球上最大、最丰富的微生物栖息地之一。它越来越被认为是抗生素抗性基因的巨大来源。土壤不仅与广泛用于畜牧业和种植业的抗生素直接接触，而且是链霉菌的天然栖息地。各种类型的链霉菌构成了所有天然抗生素的大多数。Kevin Forsberg和他的同事利用宏基因组测序在农田土壤细菌中发现了7个耐药基因，它们与不同的菌株如沙门氏菌、肺炎克雷伯菌和其他病原完全相同。他们还发现，各种各样的反毒品基因簇聚集在一起，并且在两侧都有可移动的DNA元素，已知这些元素会导致细菌之间的基因转移。虽然这项研究并没有确定基因是如何在陆地生物和人类病原体之间交换的，但这些结果表明，含有高浓度抗生素的排泄物对土壤和水的污染以及在家畜饲养中抗生素的过度使用可能是环境细菌中抗生素抗性基因选择的促成因素。

两颗行星围绕两颗恒星。

天文学家知道，有些行星可以围绕一对恒星运行，而不仅仅是一对。然而，来自开普勒任务的新数据显示，双星系统也可以容纳一个完整的行星系统。杰罗姆·奥罗兹和他的同事报道了开普勒-47的发现，这是一个由两个小行星围绕一对低质量恒星运行的系统。内行星和外行星的半径分别是地球的3.0倍和4.6倍，这对恒星由一颗类太阳恒星和一颗大小约为其1/3的伴星组成。根据这些研究人员的说法，内行星每49.5天绕双星系统运行一次，而外行星需要303.2天才能完成运行。这颗外行星很可能是气态巨行星——不适合生命存在——尽管研究人员称它处于“可居住区”，在那里液态水是绝对可能存在的。开普勒-47的发现挑战了传统的行星形成模型，并证明了行星系统可以在双星周围形成并持续存在，尽管它们的环境很混乱。

真菌去除土壤中的碳

丛枝菌根真菌，或AMF，与世界上大约80%的陆生植物物种的根形成互利的关系:它们为植物提供营养以换取碳水化合物。但是一项新的研究表明，当二氧化碳浓度增加时，这些真菌也会促进土壤中有机碳的降解，并将其释放回大气中。在一系列模拟二氧化碳浓度增加的野外和微观实验之后，雷成和他的同事们提出，AMF可能会阻止一些研究人员所期待的碳储存。先前的研究表明，大气中二氧化碳浓度的增加将导致更高的光合作用速率，进而导致土壤中更多的碳固存。然而，这些研究人员发现，AMF实际上增加了土壤中的碳流失，这可能是由分解土壤中有机物质的微生物的活化引起的。乔治·科瓦切克写的一篇文章更详细地解释了这些发现，并质疑未来气候变化情景下的全球碳预算。

(这篇专栏文章由美国科学促进会独家提供)

中国科学日报(2012-09-11 A2国际版)