11月28日《科學》雜志精選

　　 對土壤中生命的長期觀察

　　一項對全世界真菌的大規模的基因調查揭示了真菌分布和多樣性的全球模式。然而，這項研究還顯示了研究人員對這些微生物及人類活動如何對它們造成影響所知道的是如此之少。Leho Tedersoo及其同事從世界各地365處收集了近1.5萬個土壤樣品并用焦磷酸測序技術來研究其中所含的真菌基因。他們的結果提示，植物與真菌的演化并非如科學家們過去所認為的那樣相互交織在一起，而導致如今真菌多樣化的主要驅動因子與氣候有關。他們說，每年的降雨量似乎是真菌物種豐富程度的最強驅動因素，盡管像pH值和鈣濃度等因子也會對它們的生物多樣性有著明顯的作用。與植物和動物一樣，真菌似乎集中在地球的赤道附近。但Tedersoo和同事發現了某些主要的真菌種類違背了這種模式，其中包括某些外生菌根真菌物種，它們最為豐富并處于中—高北緯地區，而其它某些品種則越近地球的極地數目越有所增加。據研究人員披露，外生菌根真菌需要有眾多的植物品種以及土壤的高pH值才能興盛發展，腐生性真菌則喜歡雨水豐沛的環境，而病原體則會避免高緯度地區，但它們會趨向富含氮的地方。一般來說，真菌物種的豐富程度不會像植物物種多樣性那樣隨著緯度的上升而急劇下降，表明真菌在影響地球上的生命中起著一種主要的作用，尤其是在氣候較為惡劣的較高緯度地區。即使如此，真菌的豐富程度會在更高北緯地區下降，表明目前的假設真菌在地球各處恒定分布的預測實際上高估了真菌的豐富程度。總之，這些發現較好地描繪了世界各地土壤真菌類群落及它是如何影響人類健康的。

　　表面結構呈現超級排斥性的秘密

　　研究人員設計出了一種能夠排斥任何液體——包括氟化溶劑這類潮濕度最大的液體——的表面，且他們是在不用涂層的情況下實現這種超級排斥性的。Tingyi Liu和Chang-Jin Kim描繪了這種技術——只通過改變材料表面的粗糙度而賦予許多不同材料對油和水的超級排斥性。（在上世紀60年代研發的第一類防水材料同樣只依賴于表面的粗糙度。）但在1990年代后期首創的超級疏水材料則是將這種粗糙性與防水多聚物涂層結合來產生其作用的。Liu和Kim用硅石作為開始，并在其表面蝕刻上一種“釘床”結構，后者已知能賦予某些材料以耐水性。研究人員接著將其釘頭切掉以制造類似傘或高爾夫球座樣的突起；他們發現，這種新的結構使得液體與二氧化硅表面之間的接觸很少。他們在金屬和多聚物上測試了這種超級排斥表面結構，并發現，即使是能量最低的液體也會在這些材料上形成液珠并滾落。據研究人員披露，在沒有疏水多聚物涂層的情況下，該超級排斥性硅石可承受的溫度超過1000攝氏度。他們說，他們的不含多聚物的超級排斥性材料預計會在戶外環境和工業環境中比傳統的超級排斥材料持續更長的時間。

　　關于記憶的一項研究

　　為什么人們能回憶某些歷史事件，但卻無法回憶另外一些事件？例如，所有美國成年人曾經知道的美國總統——菲爾莫爾、布坎南和麥金利，僅舉數例——現在已經鮮有人記得了。Henry Roediger和K.Andrew DeSoto在此證明，對文化知識的記憶是基于包括“新近性”和過去接觸次數等因素的。他們的結果揭示了對文化事件的記憶是如何能被客觀地加以研究的。研究人員對抽樣的美國公民隨著時間推移而忘卻美國總統的速度進行了評估，他們聚焦于2個群體：分別在1974年、1991年和2009年接受測試的三個世代的大學生，以及在2014年進行測試的不同年齡的577位成年人——他們被選來代表當代的大學生群組團體（嬰兒潮一代、X世代和千禧世代）。這些人被要求回憶盡可能多的美國總統并將他們以其正確的順序排位。研究人員發現，盡管這三個學生組是在一個為期35年的階段中接受測試的，但他們卻以同樣的方式遺忘：他們能回憶最早的幾位總統（首因效應）和最后幾位總統（近因效應），但不能記住位于中間的那些總統。例如，每個群組都能記住華盛頓（第一位總統），也能記住大多數最近的總統（如1974年時的福特、1991年時的老布什及2009年時的奧巴馬），但在這之間的總統——包括在接受測試時擔任總統之前第8位或第9位總統——則被人們忘卻。每一組人也都記住了林肯，這大概是因為他是美國內戰時的一個關鍵人物。被測試的577位成年人中也出現了類似的結果。基于這些數據，研究人員預測，隨著更多總統被添加到美國總統的名冊之中，對近來總統的回憶將會到達對菲爾莫爾、布坎南和麥金利總統的水平（人們不太能記住他們）。

　　黃瓜變甜的基因之路

　　據一項新的研究報告，帶甜味的非野生黃瓜是如何從其苦味的野生祖先那兒演化而成的現在變得更清楚了。植物中的小分子會影響這些生物與其環境之間的重要關系。例如，在葫蘆科植物中——其中包括黃瓜——葫蘆素分子會表達一種苦味，它可幫助驅擋食草動物。如今，葫蘆科植物中的某些成員通過一種家養過程已經失去了它們的苦味，并成為人類常吃的食物。然而，對這一家養過程的分子層面的了解大體上仍不清楚。如今，通過對115個不同黃瓜品系進行基因組學和生物化學分析，Yi Shang等人揭示了與黃瓜被家養成我們如今知道的帶甜味蔬果有關的生物合成通路。他們的結果指向幾個與葫蘆素產生有關的具影響力的基因，其中包括兩個主調控基因。研究人員發現，這些調控基因之一的突變幫助產生了我們如今所吃的不苦的黃瓜品種。在該調控葫蘆素產生的通路中的其它變異幫助創建了一種突變黃瓜品系，它能在接觸寒冷氣溫時保持甜味（而在某些黃瓜品系中，其瓜果會在這些應激的情況下變苦）。總之，Shang等人的結果提示，黃瓜的家養過程可由葫蘆素調節因子功能喪失來解釋。