伟大的研究

关 毅 (本刊特约记者)

伟大的研究

关 毅 (本刊特约记者)

瑞典卡罗琳医学院2015年10月5日宣布，将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国中医科学院的药学家屠呦呦等三名科学家，以表彰他们对疟疾等寄生虫病机理和治疗的研究成果。值得一提的是，屠呦呦分享了这份诺奖的一半，“以表彰她对治疗疟疾新药的发现”。这是中国科学家在中国本土进行的科学研究首次获诺贝尔科学奖，是中国医学界迄今为止获得的世界最高奖，也是中医药成果获得的世界最高奖。世界上每年有约2亿人感染疟疾，在全球疟疾的综合治疗中，青蒿素至少降低了20%的死亡率及30%的儿童死亡率，仅就非洲而言，每年就能拯救10万人的生命。对于屠呦呦因青蒿素而获奖，德国马克斯•普朗克胶体与界面研究所所长、抗疟疾药物研究专家彼得•泽贝格尔表示，这绝对是“实至名归”。青蒿素的发现，挽救了数以百万计的人特别是儿童的生命，这项长期且艰难的基础性研究显示出植物提取物在医药领域的巨大潜力，将诺贝尔奖颁给这项“对许多人生活产生积极影响的伟大研究”再合适不过。

火星上找到有液态水活动的“强有力”证据(图片来源：NASA/JPL/University of Arizona)

火星上找到有液态水活动的“强有力”证据

美国航空航天局2015年9月28日宣布，在火星表面发现了有液态水活动的“强有力”证据，为在这个红色星球上寻找生命提供了新线索。

“火星并不像我们过去想象的那样是个干旱荒芜的星球，”该机构行星科学部门主任吉姆•格林在电视直播的新闻发布会上说，“某些情况下，火星上有液态水存在。”

美国航天局曾于前一周预告将在28日召开发布会，宣布有关火星的“重大科学发现”，引发火星迷与网友的关注与猜测。

自2006年以来，美国火星勘测轨道飞行器多次在火星山丘斜坡上发现手指状阴影条纹。它们在火星温暖的季节里出现，并随着温度上升而向下延伸，到了寒冷季节就消失。美国航空航天局将其称为“季节性斜坡纹线”，并认为这种奇特的季节性地貌由盐水流造成，但一直没有找到直接证据。

在新研究中，佐治亚理工学院的卢恩德拉•奥杰哈等分析了火星勘测轨道飞行器获取的火星表面4处地点“季节性斜坡纹线”的光谱数据，发现这些阴影条纹达到最大宽度时便出现水合盐矿物的光谱信号。

研究人员在发表于英国《自然•地学》杂志的论文中写道：“‘季节性斜坡纹线’是现今火星水活动的结果，我们的发现强有力支持这一假设。”

火星到了夏季也极为寒冷，因此纯液态水几乎不太可能在火星表面存在，只能是冰点低于零摄氏度的盐水。新研究认为，火星上的盐水应该比地球上的海水咸得多，其盐分可能是高氯酸镁、氯化镁和高氯酸钠的混合物。

那么，火星上的液态水从何而来？研究人员并没有提供答案，仅猜测可能是融冰、地下蓄水层、火星大气层水蒸气或者它们的综合作用。

火星是太阳系中最像地球的行星，而液态水是支持生命存在的必要条件，新发现无疑再次激起人们对火星生命的遐想。

美国航空航天局副局长约翰•格伦斯菲尔德在发布会上告诉记者：“我们非常激动，因为这项发现意味着今天的火星有可能存在生命。”

中国药学家屠呦呦等人获诺贝尔生理学或医学奖

瑞典卡罗琳医学院10月5日在斯德哥尔摩宣布，将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国女药学家屠呦呦，以及另外两名科学家威廉•坎贝尔和大村智，表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就。

这是中国科学家因为在中国本土进行的科学研究首次获得诺贝尔科学奖，是中国医学界迄今为止获得的最高奖项，也是中医药成果获得的最高奖项。2015年诺贝尔生理学或医学奖奖金共800万瑞典克朗(约合92万美元)，屠呦呦将获得奖金的一半，另外两名科学家将共享奖金的另一半。

按惯例，揭晓2015年诺贝尔生理学或医学奖的发布会在卡罗琳医学院“诺贝尔大厅”举行。当地时间11时30分(北京时间17时30分)，诺贝尔生理学或医学奖评选委员会秘书乌尔班•伦达尔宣布了获奖者名单和获奖原因。

诺贝尔生理学或医学奖评选委员会主席齐拉特说：“中国女科学家屠呦呦从中药中分离出青蒿素应用于疟疾治疗，这表明中国传统的中草药也能给科学家们带来新的启发。”她表示，经过现代技术的提纯和与现代医学相结合，中草药在疾病治疗方面所取得的成就“很了不起”。

二十世纪六七十年代，在极为艰苦的科研条件下，屠呦呦团队与中国其他机构合作，经过艰苦卓绝的努力并从《肘后备急方》等中医药古典文献中获取灵感，先驱性地发现了青蒿素，开创了疟疾治疗新方法，全球数亿人因这种“中国神药”而受益。目前，以青蒿素为基础的复方药物已经成为疟疾的标准治疗药物，世界卫生组织将青蒿素和相关药剂列入其基本药品目录。

诺贝尔奖评选委员会说，由寄生虫引发的疾病困扰了人类几千年，构成重大的全球性健康问题。屠呦呦发现的青蒿素应用在治疗中，使疟疾患者的死亡率显著降低；坎贝尔和大村智发现了阿维菌素，从根本上降低了河盲症和淋巴丝虫病的发病率。2015年的获奖者们均研究出了治疗“一些最具伤害性的寄生虫病的革命性疗法”，这两项获奖成果为每年数百万感染相关疾病的人们提供了“强有力的治疗新方式”，在改善人类健康和减少患者病痛方面的成果无法估量。

科学家建成最完整生命树涵盖230万个物种

想知道自己与一条鲸鱼有什么关系吗？或是一只变形虫？现在你终于可以实现这个愿望了，这多亏新发布的“开放生命之树”，它将超过500类不同生物体的系谱图编织在一起，从而创造了一棵涵盖230万个物种的“超级树”。

研究人员已经开始用这些新的数据更好地理解地球上的生命。并未参与该数据库建设的英国伦敦帝国学院计算生物学家James Rosindell指出：“我们在生物学中研究的任何事物都能够在这棵生命之树上找到自己的位置。”他说：“这是非常重要的，科学家终于制造出了一棵完整的树。”

在过去的3年中，来自11个美国实验室的35位研究人员，花费了约10万小时对系谱图的科学文献进行了提炼。他们不得不解决命名的问题——有时一个物种会有多个名称，而且一度一只针鼹与一条海鳗共享相同的名字，从而使计算机产生了混淆。这项研究的合作者、盖恩斯维尔市佛罗里达大学进化生物学家Douglas Soltis表示：“如果没有被数据库接受的名称，研究人员将不得不想出一个新的名称。”

Soltis和他的同事曾以为将这些不同的系谱图整合在一起——它们通常都是不一致的——将是最困难的工作。然而真正让研究人员感到头疼的是缺乏数字化的数据。

在2000—2012年发表的7 500棵家族树中，只有六分之一是经过电脑处理的。帮助协调这项工作的北卡罗来纳州达拉莫市杜克大学进化生物学家Karen Cranston说，最终研究人员使用约500棵小树构建了一棵大树。Cranston表示，日前在《美国国家科学院院刊》网络版上发表的草图树具有相对较小的样本量，“并不能概括我们所知道的全部信息”。

Cranston强调，这一家族树的网站包含了能够检索到原始研究的链接，从而为研究人员提供了更多选择。此外，这个网站将能够接受用户的反馈并纳入新的数据，这些最终将被用于更新家族树。Cranston说：“我们希望这棵树在一年后看起来会非常不同。”

与此同时，Rosindell与牛津大学自然历史博物馆进化生物学家Yan Wong已经改进了之前由他们研发的一个计算机工具，从而帮助人们“看清”这棵树。

这个所谓的OneZoom工具就像谷歌地图一样，用户可以向下钻取一棵树的树干、树枝和尖端，从而看到更精细的细节。在一个视频中，OneZoom工具从对一棵树的概述出发，然后放大到越来越细致的分支，从而过渡到最早的动物，然后是有胎盘的哺乳动物，最后是人类。

对于这棵树，Wong使用的不仅是“开放生命之树”的数据，而且还有其他他认定为重要研究中的数据。

“开放生命之树”协调人、安阿伯市密歇根大学进化生物学家Stephen Smith表示：“这是一个很酷的可视化工具。”他希望有更多的数据能够得到修改。如果你能把它和其他数据结合起来，例如，“你可以建造自己的生命之树”。

这个生命之树的循环视图并不包括所有的提示，只是500多种与其相关的分支(图片来源：OpenTreeofLife.org)

非洲首个古人类基因组问世显示中东农民曾“走回非洲”

一具来自埃塞俄比亚洞穴的4 500年前的遗骸生成了非洲第一个古人类基因组。这名男性的脱氧核糖核酸(DNA)表明，来自中东地区的农民在几千年前曾迁徙到非洲，从而将其欧洲祖先的印记留在了许多现代非洲人的基因组中。

现代人(智人)大约在20万年前出现在非洲，随后便几乎占据了这颗星球的每个角落，而有关这些旅程的证据被写在了今天的人类基因组中。

从近些年在欧洲、亚洲以及美洲发现的古人类遗骸中搜集的DNA又为人类的进化故事添加了新的“猛料”。然而非洲错失了这场基于DNA的革命，这在某种程度上缘于遗传物质在这片大陆炎热的气候中往往会迅速降解。

2011年，与加墨部落成员一道工作的考古学家在俄塞俄比亚西南高地发现了莫塔洞穴。该洞穴有14 m宽、9 m高，能够俯瞰附近的一条河流。一年后，研究人员发掘出一具被埋葬的成年男性骨骸。他的身体伸展着，双手折叠在下巴下面。碳同位素年龄测定显示这名男性死于距今4 500年前——这一年代早于推断中的欧亚迁徙以及农耕在非洲东部出现的时间。

古代DNA检测技术的进步使得研究人员能够从更加古老的骨骼中提取到DNA，同时凉爽而恒温的洞穴对于分子的保存也是非常有利的。由爱尔兰都柏林大学学院考古学家Ron Pinhasi率领的一个研究小组随后对莫塔男性骨骼完整无缺的DNA进行了分析，并发现了足够进行测序的基因序列。

研究人员发现，不出所料，与他们研究的任何其他人群相比，这名非洲男性的基因组更加接近于今天生活在埃塞俄比亚高地的奥利人，这显示了奥利人来自生活在该地区的古代人类的一条清晰的血统链条。但是更进一步的遗传分析显示，奥利人同时也起源于生活在非洲之外的人群，这与之前的一项研究——发现距今约3 000年前从欧亚大陆到非洲的人类“回流”——相一致。

利用来自埃塞俄比亚古人类基因组以及现代人群的遗传证据，研究人员断定，奥利人的迁徙祖先与距今约9 000年前从近东迁徙到欧洲的早期农民非常接近。

这项研究的共同作者、英国剑桥大学进化遗传学家Marcos Gallego Llorente表示，中东农民后来又南迁到非洲，并将新的农作物——例如小麦、大麦和扁豆——带到这片大陆。研究人员同时还在撒哈拉以南非洲的所有人群中发现了这些迁徙DNA的痕迹，它们可能是由之后的迁徙者带来的，如讲班图语的人群大约1 000年前从西非扩展到这片大陆的其他地区。

西班牙巴塞罗那进化生物学研究所古遗传学家Carles LaLueza-Fox认为，来自非洲的第一个古代人类基因组是一个重要的里程碑。尽管DNA的保存是一项挑战，但他希望会有更多的基因组相继出现。LaLueza-Fox说：“在非洲很难获得古代基因组，尤其是高质量的基因组。”

哥本哈根丹麦自然历史博物馆进化遗传学家Eske Willerslev指出，他的研究团队也曾从非洲人类遗骸中成功获得了DNA，包括一些缺乏高海拔洞穴凉爽环境保护的样本。Willerslev说，对于古代人类DNA研究而言，“非洲是完善人类历史的下一步。这显然是一个要去走走看看的地方”。

莫塔洞穴发现的古人类与现代俄塞俄比亚奥利人的亲缘关系很近(图片来源：EyalBartov/Alamy)

科学家发现东亚最早现代人化石

《自然》杂志2015年10月15日发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员刘武、吴秀杰和中国科学院地球环境研究所研究员蔡演军等在现代人起源方面取得的重大突破。研究团队在湖南省道县发现的47枚具有完全现代人特征的人类牙齿化石表明，8万～12万年前，现代人在该地区已经出现。这是目前已知最早的具有完全现代形态的人类，对于深入探讨现代人在东亚大陆的出现和扩散具有重要意义。

自2010年起，中国科学院古脊椎所与湖南省相关单位合作，在湖南省道县境内的福岩洞进行连续调查和发掘，先后发现47枚人类牙齿化石以及大量动物化石。该研究团队与中国科学院地球环境研究所、北京大学、西班牙国家人类演化研究中心等国内外机构合作，对道县人类化石形态，相关的地层、年代以及动物群进行了深入研究。

研究显示，道县人类牙齿尺寸较小，明显小于欧洲、非洲和亚洲更新世中、晚期人类，位于现代人变异范围。据负责地层及年代研究的蔡演军介绍，福岩洞堆积物地层清晰，各区域可延伸连接并直接对比。人类牙齿和动物群化石在洞内的分布区域较大、层位明确，延伸范围达40余米。研究人员在发掘过程中系统采集了测年样本，结果表明，人类化石的埋藏年代在8万～12万年前。这说明具有完全现代形态的人类，至少8万年前已在华南局部地区出现。

主持道县福岩洞发掘的吴秀杰表示，道县人类化石提供了迄今最早的现代类型人类在华南地区出现的化石证据。这些发现和研究使古人类学界认识到，更新世晚期东亚人类演化比以往认为的要更加复杂。根据现有化石证据，最早的现代类型人类在西亚和欧洲出现的时间在4.5万～5万年前。对道县人类化石的年代和形态研究显示，具有完全现代形态特征的人类在东亚大陆的出现时间，比欧洲和西亚要早3.5万～7.5万年。

据了解，现代人在东亚地区的起源与演化一直是古人类学研究与争议的热点。近10年来，中国古人类学界在这个领域的研究取得了一系列重要进展，先后在周口店田园洞、湖北郧西黄龙洞和广西崇左智人洞等地发现早期现代人化石。对这些人类化石的年代测定和形态研究显示，早期现代人至少10万年前在华南地区就已经出现。然而，学术界对于具有完全现代形态的人类在东亚地区的出现时间仍不清楚。

47枚具有完全现代人特征的人类牙齿(图片来源：S. Xing and X-J. Wu)

海王星之外的柯伊伯带(图片来源：NASA/ESA/G. Bacon/STScI)

天文学家发现迄今最远的太阳系天体若属于奥尔特云将具有重要科学意义

天文学家日前发现了太阳系中最遥远的天体——这是一个冰冷的世界，目前其与太阳的距离是103 AU(天文单位，1 AU约为1.5亿km)。该天体打破了之前由矮行星厄里斯(阋神星)保持的一项纪录，后者与太阳的距离相当于97 AU。

华盛顿哥伦比亚特区卡耐基科学研究所天文学家Scott Sheppard在2015年11月10日于马里兰州国家港湾召开的美国天文学会行星科学部会议上报告了这一发现。

天文学家报告说，该天体坐落于柯伊伯带(阋神星和冥王星的老家)的边界之外，并且进入到太阳系的下一部分——奥尔特云的内部边缘之中。这种极端的位置表明该天体可能具有重要的科学意义。在这片原始区域的轨道上运行的天体可能在数十亿年里从未受到干扰。

然而天文学家们并没有对新发现的天体进行足够长时间的跟踪以了解它的完整路径，但是有一个机会，它将运行到比目前103 AU的距离更加接近太阳的位置。而这将使天文学家对它的兴趣大打折扣。

帕萨迪纳市加州理工学院行星科学家Michael Brown表示：“没有理由对此感到兴奋。”

尽管如此，这一发现还是为一窥太阳系边缘提供了一个难得的机会。目前在奥尔特云内部只有两颗已知天体：一颗是由Brown与他的同事发现的名为塞德娜的天体；另一颗被称为2012 VP113，俗称“拜登”，是由Sheppard和夏威夷西洛双子座天文台的Chadwick Trujillo发现的。

塞德娜与太阳的距离从未少于76 AU；VP113与太阳的最近距离为80 AU。如果103 AU是新发现的天体与太阳最近的距离，那么它将加入其他两颗天体，成为奥尔特云内部在科学上意义非凡的新居民。

但是如果这一天体能够运行到与太阳距离更近的位置——越界进入柯伊伯带约50 AU的范围内，它将加入其他许多更为平常的柯伊伯带天体的阵营，后者的轨道由于受到海王星的引力作用而被格外拉伸。

Sheppard指出，位于奥尔特云的天体要比位于柯伊伯带的天体更加有趣，因为它们距离海王星太远而无法受到其引力作用的影响。与此相反，它们的轨道可能反映了太阳系的原始条件——后者形成于距今45亿多年前，从而使其成为天文学家们诱人的目标。

Sheppard和Trujillo利用位于夏威夷莫纳克亚山山顶的斯巴鲁望远镜发现了这颗天体。该天体直径大约为500 km，或者800 km。研究人员计划下周再次使用智利的麦哲伦天文望远镜寻找这颗天体，然后在一年的时间内计算出它的轨道并摸清它是否是一个真正的奥尔特云居民。

奥尔特云是一个假设包围着太阳系的球体云团，布满不少不活跃的彗星，距离太阳为5万～10万AU，最大半径差不多1光年，即太阳与比邻星距离的1/4。天文学家普遍认为奥尔特云是50亿年前形成太阳及其行星的星云的残余物质，并包围着太阳系。

“罗塞塔”发现彗星上存在氧分子(图片来源：ESA/Rosetta)

“罗塞塔”首次在彗星上发现氧分子对太阳系形成理论发起挑战

科学家日前在彗星67P/ Churyumov Gerasimenko彗核周围的气体中探测到氧分子——这一意想不到的发现或许将挑战太阳系形成理论。2015年10月28日出版的《自然》杂志刊登了由欧洲空间局(ESA)“罗塞塔”彗星探测器获得的这一发现。这是首次在彗星上发现氧气，或将帮助人类更好地理解太阳系的形成过程。

这篇论文的第一作者、美国安阿伯市密歇根大学物理学家André Bieler说：“当我们足够接近这颗彗星时，我们立刻就发现了它。”Bieler表示，他对氧分子的存在及丰度均感到惊讶，因为这种分子通常都会迅速与其他化学物质发生反应。

彗星彗核释放出的气体蒸发物又称彗发，主要由水、一氧化碳和二氧化碳组成。过去一年，“罗塞塔”彗星探测器已在67P/ Churyumov Gerasimenko彗星的彗发中探测到多种气体，包括水蒸气、一氧化碳、二氧化碳，以及其他含有氮、硫、碳分子的气体和某些稀有气体。尽管科学家曾证明木星和土星上存在氧气，但它从未在彗星上被发现。

从2014年9月至2015年5月，随着67P/Churyumov Gerasimenko逐渐接近太阳，Bieler及其团队成员使用“罗塞塔”彗星探测器携带的质谱仪对这颗彗星的彗发进行测量，并研究了3 000多份测量结果，确认了大量氧分子的存在。他们测算出，在67P/Churyumov Gerasimenko彗发中，氧分子的平均丰度达3.8%，是水分子丰度的1%～10%。

此外，研究证明，在“罗塞塔”彗星探测器环绕67P/Churyumov Gerasimenko彗星一同追逐太阳的过程中，彗发中的氧分子和水分子的比例一直保持稳定，并未因彗星与太阳之间距离缩短或探测器轨道高低变化等原因发生变化。与之相反，氧分子的数量与一氧化碳和氮分子之间的关联却并不明显。

作为“罗塞塔”彗星探测器装载的另一个光谱仪的合作负责人，马里兰州巴尔的摩市约翰斯•霍普金斯大学天文学家Paul Feldman说：“这是一项杰作。我认为他们已经做了非常出色的工作。”

研究人员尚未搞清这些氧分子来自于何方。他们发现氧与水通常都是同时被发现的，这意味着类似的过程与这两种分子都有关系。但Bieler和同事排除了氧是高能粒子(例如光子和电子)分解水得到的一种副产品的假设。

事实上，研究人员推测，氧是彗星67P/Churyumov Gerasimenko在几十亿年前形成时的一种剩余物质——这一过程可能在聚合成为彗核的冰与岩石的小颗粒中捕获了气体。鉴于彗发中氧分子的高含量和其与水分子比例的长期稳定，研究人员认为这颗彗星上的氧和水一样来自彗核，且氧是在彗星形成初期就已融进了彗核。

然而许多关于太阳系早期的模型都排除这种可能性，这是因为大部分的氧都会与氢配对。鉴于这种亲和力，学院公园马里兰大学天文学家Mike A’Hearn认为，调整早期太阳系的模型，从而使气态氧能够存在是很棘手的工作。但他强调，这种情况在适当的化学丰度和温度条件下是有可能发生的。

Bieler赞同还需要进行更多的试验以确定发现氧气的真正意义是什么。他说：“我们认为这一结果的意义是超越彗星范围的，因为它迫使我们重新思考所有这些模型。”

科学家发现人体有3 230个基因必不可少任何突变将导致胎儿死亡或无法生育

如果人体中3 200多个基因中的任何一个出现了一点点小麻烦，那你可就倒霉了。这是一项新研究得出的结论。该研究发现人体2万个基因中的15%对于人类的生存是至关重要的——在出生之前，这些基因的某些变化足以导致胎儿死亡。同时这项研究成果将有助于科学家更好地追踪那些能够引发人类疾病的基因。

冰岛雷克雅未克市deCODE的遗传学家Kari Stephansson表示，考虑到有关基因功能的任何见解对于理解疾病的遗传基础是如此有用，这些数据可谓是“无价之宝”。

这项新研究是研究人员比较6万人(是之前工作的10倍)被称为外显子组(用于编码蛋白质)的部分基因组的结果。由美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院布罗德研究所和哈佛大学的遗传学家Daniel MacArthur率领的研究小组，通过联系世界各地收集各自外显子组的研究团队从而完成了这一壮举。

在所有这些基因中，研究人员发现了1 000万种位点在人们的基因中变化的突变。研究人员最近在一个预印本库中发布了这项研究成果，但尚未在同行评议出版物上发表该研究。

MacArthur的研究小组计算了如果这些变化是自然出现的，则每个基因会有多少变异。随后他们比较了在每个基因中实际发现的变异数量。结果显示，有3 230种基因要么没有观察到变异，要么与预期相比，只有少得多的变异——此类变异将导致一种基因发生故障。

这些数据表明，这些基因中只要有一个发生突变，胚胎通常便会死亡或人体便会因太病弱而无法生育——从而使得这种突变消失。里士满市弗吉尼亚联邦大学分子微生物学家Ping Xu表示：“没有显示出突变的基因应该是至关重要的，或是发挥着重要的生物学功能。”

Xu和其他研究人员也在细菌或小鼠中发现了类似的必需基因。并且MacArthur的研究小组报告指出，许多重要人类基因也与类似的关键细胞运作联系在一起，例如细胞的蛋白质加工工厂，就像在其他物种中一样。

通过将数万人进行比较，研究人员发现了一些人体必不可少的基因(图片来源：Jane Ades/NHGRI)

通过分析发现，大约20%的人类基因与疾病有关，但许多依然是未知。并未参与该项研究的纽约市哥伦比亚大学遗传学家David Goldstein表示，他将设法把这些基因与医疗现状联系起来。Xu表示，由于这些基因看起来是至关重要的，因此“它们在药物开发过程中将因为潜在副作用和细胞毒性而被特别监测”。

其他研究人员则表示，MacArthur研究小组成功的关键在于收集了大量的DNA数据。然而，MacArthur本人在论文尚未正式发布之前拒绝对此发表评价。

西雅图市华盛顿大学人口遗传学家Joshua Akey表示：“他们通过分析多出一个数量级的人群从而获得了大量的信息，这是一项非常漂亮的工作。”

尽管如此，Goldstein很快就指出，3 230并非人体内全套的必需基因，并且研究人员只有通过分析更多的外显子组才能够细化这一数字。

此外，外显子组并不能覆盖位于基因之间的DNA，后者帮助调节基因活性，并且这里的变化也是很重要的。最后，研究人员真正想知道的是每个基因必不可少的组成部分具体是什么。

Goldstein说：“这是一条非常漫长的道路上的另一个步骤，我们要了解在人类基因组中发生了什么以及没有发生什么。”

全球气温到2100年有可能增加3.55 K(图片来源：NASA)

最新气候模型显示2100年全球或将升温3.55 K

2015年9月28日发布的一项新的研究结果显示，目前世界各国对减少温室气体排放的承诺可能会使全球平均气温到2100年上升3.55 K。这将远高于被许多政治家和研究人员视为安全底线的2 K。

2015年12月上旬，为了完成一个新的全球气候协议，联合国在法国巴黎召开会议。此时发布的这项研究则着眼于世界各国已经承诺的到2030年的温室气体排放水平。它们被正式称为国家确定的预期贡献，即INDC。

迄今为止，有72个国家递交的INDC对全世界大约65%的碳排放负责。(超过190个国家将最终参与其中。)这72个国家包括全世界主要的碳排放国家，例如美国和中国。然而有一些碳排放大国并没有递交INDC，它们包括印度、巴西、伊朗、印度尼西亚、沙特阿拉伯、南非、泰国、土耳其、乌克兰和巴基斯坦。

由位于华盛顿哥伦比亚特区非营利组织“气候互动”主持的这项新的建模研究假设：碳排放量在本世纪2030年后余下的岁月里将保持平稳；各国既不会对排放进行更多的限制，也不会让碳排放量上升。这最终将导致随着碳污染持续在大气层中积聚，全球温度也将持续升高，进而无法实现将全球升温控制在2 K以内的目标。

一直关注全球气候的剑桥市麻省理工学院经济建模学者John Sterman表示：“迄今为止的承诺让我们走上了这条道路，但它们并没有把我们送到想要去的地方。”他说：“采取更为激进的措施势在必行。”

该模型同时强调，在这种情况下，未来发展中国家将在全球年度碳排放中占据更大的份额。这一场景预测，到2100年，印度等发展中国家将占全球碳排放总量的80%，而美国和欧洲国家所占份额将不足20%。

该模型遵循之前的研究表明，像往常一样，假设全球碳排放一直持续增长，到2100年，全球平均气温将增加4.5 K。因此“气候互动”联合主任Andrew Jones表示，当前各国的承诺将在2100年使全球变暖减少近1 K是一项非常伟大的成就。Jones指出，要想取得更进一步的进展则还需要采取行动，实现当前的INDC——这只是已经承诺的那部分内容，同时还应该制定下一步更为积极的目标。他说：“现在最大的问题是2030年后究竟会发生什么。”

“气候互动”其实只是从事气候排放相关研究的三个主要团体中的一个。联合国环境规划署的年度《排放缺口报告》于2015年11月发布，其中包括减缓和适应全球变暖方面的承诺。由欧洲学者主持的气候行动追踪组织对各国贡献的力量进行了评估。例如，它将美国等国家评为“中等”，因为这些国家需要依赖其他国家的贡献保持2 K的升温。只有两个国家的贡献是“充足”的——埃塞俄比亚与摩洛哥，但没有一个国家的INDC能够成为“行为榜样”。

与此同时，“气候互动”希望人们能够实时追踪INDC及其对全球变暖的潜在影响。该组织向电脑和手机用户提供应用程序，从而能够自动追踪各国的INDC变化。

中外破译传播登革热的“花蚊子”基因组

中外科学家2015年10月19日在新一期《美国国家科学院院刊》上报告说，他们已经完成了对白纹伊蚊的基因组测序工作，这种中国民间俗称的“花蚊子”是登革热的主要传播媒介之一。

这项研究的负责人、南方医科大学公共卫生与热带医学学院副院长陈晓光教授说，小小的白纹伊蚊具有非常复杂的基因组，用通常的测序技术很难“组装”研究其基因组。经过3年多不懈努力，陈晓光和同事终于测序、组装、注释了白纹伊蚊基因组，这为了解其传播疾病和异地生存能力“提供重要指引”。

研究表明，白纹伊蚊拥有巨大的基因组，其基因组数据量将近2 GB(1 GB等于1 024兆字节，MB)，是迄今已知最大的蚊子基因组。“巨大基因组中丰富的基因储备，可能为白纹伊蚊适应环境和气候变化，扩散到世界不同地区和传播多种病原体提供了遗传学基础”。

通过比较不同蚊子的基因组，研究人员发现，影响蚊子基因组大小的最主要因素是其中重复序列的组成比例，比例越高，基因组越大。比如，白纹伊蚊基因组重复序列占64%，而埃及伊蚊的基因组数据量大小为1.38 GB，重复序列约为45%，冈比亚按蚊的基因组为278 MB，重复序列约11%。

研究人员在白纹伊蚊的基因组中发现了包括登革热病毒在内的许多虫媒病毒的插入序列，这些可能是白纹伊蚊作为许多病毒媒介的遗传基础，为进一步阐明蚊媒与病原的相互作用机制提供了线索。

他们还发现，白纹伊蚊基因组中的免疫相关基因、抗杀虫剂相关基因、滞育相关基因等重要功能基因的种类、拷贝数或表达量都有不同程度的增加，这可能与白纹伊蚊快速扩散和作为多种传染病媒介有关，为进一步分析提供了线索。

对白纹伊蚊和埃及伊蚊基因组中重复序列的分析还显示，两者的基因组从7 100万年前开始分化。白纹伊蚊与埃及伊蚊同为传播登革热、基孔肯雅热等热带传染病的主要媒介，但白纹伊蚊较埃及伊蚊有更高的叮咬频率和更强的种间竞争优势，前者在全世界都呈现一种蔓延扩张的态势。

过去40年里，白纹伊蚊从东亚和印度洋、太平洋群岛向外扩散到了除南极洲以外的其他大陆，是世界上入侵性最强的100种生物之一。调查显示，中国大约一半的地域有白纹伊蚊分布，有将近2/3人口受到白纹伊蚊传染疾病的威胁。

(2015年11月19日收稿)

(编辑：段艳芳)

The great achievements

GUAN Yi

10.3969/j.issn.0253-9608.2015.06.010