5月8日《自然》杂志精选

宇宙的新模拟研究

星系形成和演化的传统宇宙模型取得了有限的成功:我们观察了椭圆星系和螺旋星系，但是这些模型并没有产生由这两个不同的星系组成的一组星系。一个新的模拟成功地用最新的计算能力和算法重建了一组由椭圆星系和螺旋星系组成的星系。它再现了观察到的星系团的分布、暗物质和可见物质的演化以及氢的大规模特征。同时，在小范围内，它与星系中金属(比氦重的元素)和氢的含量是一致的。这一计算以前所未有的精确度追踪了宇宙从“大爆炸”后不久到今天的积累，跨越了130亿年的宇宙进化。

减肥手术的工作原理

使用和误用侵入性手术(创伤手术)作为控制肥胖和相关疾病的方法是有争议的。不管它有什么好处，相关的成本和风险意味着这种方法在许多情况下是不合适的。这项研究挑战了这样一种观点，即这种手术仅仅通过使身体难以吸收或吸收热量来产生减肥效果，同时也增加了这样一种可能性，即有可能开发出无需手术就能达到同样目的的治疗方法。“垂直袖状胃切除术”(VSG，其中约80%的胃被切除以形成与食道和十二指肠接触的胃“袖状”)，已知可诱导体重减轻和脂肪减少，并改善人类和啮齿动物的葡萄糖耐量。在这项研究中，兰迪·西利(Randy Seeley)和他的同事发现，VSG对小鼠的治疗作用不是来自于较小的胃引起的机械限制，而是来自于较小的胃引起的循环胆汁酸水平的增加和肠道微生物群落的变化。此外，在缺乏核胆汁酸受体FXR的情况下，VSG减轻体重和改善葡萄糖耐量的能力大大减弱。

局部星形胶质细胞在发育中的作用

星形胶质细胞被广泛认为是中枢神经系统中突触形成的调节者，而最近的研究表明，在发育过程中，它们经常停留在不同的区域。过去，我们不知道不同区域的星形胶质细胞是相似还是不同，也不知道任何差异会如何影响突触发育。在这项研究中，大卫·罗威奇和他的同事证明了脊髓中的局部行星细胞可以表达区域特异性基因，其中腹侧行星细胞编码的基因Sema3a对于运动神经元回路和典型感觉传入神经投射模式的正确组织是必需的。研究人员认为，这些行星细胞为维持正确的环路形成和优化提供了位置线索。

热带气候变化驱动的北极变暖

格陵兰和加拿大东北部在20世纪末和21世纪初经历了世界上最快的气候变暖，而人类引起的气候变化通常被认为是其中的一个因素。秦华鼎等人发现，观测到的变暖现象中，约有一半可归因于赤道太平洋表面温度的变化，这反过来又会影响大规模的大气环流，而大气环流将温暖的空气从热带地区输送到格陵兰岛和加拿大东北部。需要进一步研究来确定太平洋的变化本身是否是对人类活动对气候系统影响的反应。

凋落物多样性在生态系统功能中发挥作用。

人们已经非常清楚生物多样性对生态系统功能如初级生产力有积极的影响，但是它对植物凋落物的多样性和分解植物凋落物的生物的多样性的影响不是很清楚。斯蒂芬·H？tenschwiler和他的同事研究了从亚北极到热带的平行操作实验中的凋落物多样性，包括水生生态系统和陆地生态系统。在所有研究的生态系统中，他们发现减少凋落物的多样性或以碎屑为食的生物(无脊椎动物和分解凋落物的微生物)的多样性会降低凋落物碳和氮的循环速率和分解速率。生物多样性减少导致分解率下降，其影响之一是限制了初级生产者对氮的供应。尽管这些影响总体上是积极的，但它们对初级生产的影响比通常报道的要弱，因此挑战了当前基于植物生产力评估的生物多样性和生态系统过程之间关系的普遍性观点。

新物种的形成需要一个新的环境。

适应性辐射和物种形成的开始已被广泛研究(例如达尔文云雀、带刺鱼和慈鲷)，但我们对下一步会发生什么知之甚少。特别是，对于新物种的建立，哪一步是限制物种形成的速度？对喜马拉雅山坡上发现的358只鸣禽进行的为期7年的研究表明，新栖息地形成和占据的速度，而不是新物种通过生殖隔离形成的速度，限制了多样性。

视觉皮层的神经反应

在自然活动和感觉刺激期间，哺乳动物大脑皮层的神经反应是高度可变的。用来解释这一现象的主要假设是，警觉动物的大脑皮层处于异步高传导状态。Nicholas Priebe和他的同事利用全细胞记录获得了执行固定任务的猴子初级视觉皮层中单个神经元突触输入的直接观察结果。他们的结果支持另一个假设:在没有感觉刺激的注视过程中，神经冲动是由罕见的相关事件驱动的。但是当有视觉刺激时，大脑皮层会从同步状态变成异步状态。这一发现表明，根据感觉驱动因素，相同的皮层电路可以在同步和异步状态之间变化。

(田甜/请访问www.naturechina.com/st了解更多关于汇编的信息)

中国科学新闻(2014-05-19，第二版国际)