4月11日《科学》杂志精选

研究发现更精确的恒星形成率

朱尼·凯纽莱恩和他的同事们的一项新研究可以帮助解释宇宙中最基本的过程之一:恒星的形成。天体的形成主要由新恒星诞生的单个分子云中的密度分布控制。然而，由于缺乏关于这些分子云的足够数据，天文学家在估计它们的密度分布时一直局限于理论模型。

现在，凯纽莱恩和他的团队引入了一种方法，利用尘埃消光图来确定密度是如何分布在这些恒星形成分子云中的。星尘消光图是对星尘和气体如何驱散电磁辐射的观察。在将他们计算的密度分布插入到经典体积密度的概率密度函数后，研究人员可以根据经验数据确定恒星形成的密度分布阈值。传统的体积密度概率密度函数提供了由分析模型预测的恒星形成速度。这反过来使他们能够测量密度分布高于这个阈值的分子云中的恒星形成效率。研究人员使用经典的体积密度来探测附近16个分子云的密度结构和恒星形成活动。这些分子云中的每一个都位于地球260秒范围内。有趣的是，他们确定的恒星形成阈值比理论预测的要低。

据研究人员称，这种新方法可能最终会导致对整个星系(如银河系)恒星形成速率的更好理解。

鸡蛋决定更快的基因进化

根据一项新的研究，一个物种的卵子和精子的形成可能会影响其基因进化的速度，而生殖细胞形成的方法似乎与分类群的进化有关。生殖细胞(雄性精子和雌性卵子)可以为几代人传递重要的遗传信息。在许多脊椎动物中，这些细胞是由表观遗传过程形成的，在这个过程中，相关信号作用于多能干细胞。然而，其他脊椎动物进化出了另一种方式。这样，生殖细胞在一个叫做预形成的过程中受到种质的影响。随着脊椎动物的进化，预成形已经进化了一次又一次，但是科学家们不确定它的起源。

为了某种解释，泰瑞·埃文斯和他的同事们在这里比较了脊椎动物物种应用前形成过程的蛋白质编码序列和它们的姐妹群体应用后形成过程的蛋白质编码序列。将蝾螈(其生殖细胞受表观遗传过程控制)与青蛙(其生殖细胞由种质形成)进行比较，埃文斯和他的同事发现青蛙的基因进化更快。这项研究支持一个现有的假设，即种质将在胚胎发育的早期阶段(基因受到严重限制的时期)消除遗传限制，这可能导致加速进化。因此，埃文斯等人的研究结果可能会影响科学家比较系谱中生物的方式。

“牺牲”结合力增强水凝胶

由于一项新的研究，被称为弹性体的阻尼材料可能在从自行车座椅到轮胎的应用中找到更广泛的应用。弹性体是一种类似橡胶的材料，在工业上被广泛使用，因为它们在被严重扭曲后可以恢复到原来的形状。换句话说，它们可以吸收机械能并变形而不开裂。大多数未填充的弹性体——那些没有第二硬材料颗粒的——缺乏机械强度。然而，尽管填充使它们更坚硬，但也限制了它们的应用，因为它们变得更难加工。这里的科学家在不填充弹性体的情况下提高了弹性体的韧性，从而创造出显示高强度的样品。过去，科学家们已经尝试了许多不同的策略来实现这一目标。

今天，艾蒂安·杜克洛(Etienne Ducrot)和他的同事们通过研究一种增强水凝胶的方法取得了进展。水凝胶可以通过加入两种不同的聚合物网络来增强。一个聚合物网络耗散能量，而另一个聚合物网络允许材料在扭曲后恢复正常结构。通过“牺牲”第一聚合物网络的结合力来提高水凝胶的韧性；第二种聚合物网络可以集中在回弹上，因为它在通过时会遇到较少的变形。杜克洛和他的同事将这种二聚体网络方法应用于弹性体。他们创建了第一个聚合物网络，并在构建第二个聚合物网络之前对其进行预拉伸。此外，通过由化学键断裂时发光的分子构建第一个聚合物网络，当样品拉伸至失效时，它们可以追踪聚合物网络的断裂。杜克洛和他的同事们的研究工作可能为新型韧性弹性体的开发铺平道路。

(这篇专栏文章由美国科学促进会独家提供)

中国科学新闻(2014-04-22第二版国际版)