
COVER Sunrise over a tropical forest in Brazil. The seasonal patterns of leaf development in Amazonian forests, measured using tower-based cameras above the tree crowns, regulate the patterns of carbon dioxide flux in the forest canopy. Photosynthesis tends to be greatest when the crop of young leaves reaches a peak, rather than depending on precipitation in the rainy season.
安全饮用水必须要有消毒剂吗?
在一些西欧国家和美国间就使用残留消毒剂来提供安全饮用水方面出现了分歧。但谁是对的呢?在这篇《视角》中,Fernando Rosario-Ortiz等人对不同的方法进行了比较。为了避免微生物污染,包括美国在内的许多国家要求在饮用水中存在残留的消毒剂。但作者们指出,消毒剂的存在会导致致癌副产物的形成、出现腐蚀等问题以及存在一种讨厌的味道。同时,有关残留消毒剂可预防饮用水相关性疾病爆发的直接证据甚少。对荷兰、英国和美国近些年中的水传播疾病爆发数据的比较显示,荷兰有着最小的水传播疾病风险,尽管其水中不用残留消毒剂。作者们指出,荷兰在相对近来的时候更换了其一半以上的水管,而美国和英国的输送系统所用的则是“过期的”水管;随着管道老化,渗漏和压力降低增加了细菌污染的机会。这或能解释各国家间的差异:在荷兰的水管渗漏率低至6%,而英国的水管渗漏率则为25%,美国为16%。尽管还需要有更多的比较数据,但作者们指出,欧洲国家迄今的证据表明,只要所用的基础设施没有问题,确实可在不用残留消毒剂的情况下输送安全的饮用水。
叶子的品质决定了森林吸收碳的能力
项新的研究披露,叶子的品质而非叶子的丰度决定了热带地区二氧化碳的季节性流通量。这些发现或能帮助解释为什么先前所观察的森林碳循环会如此迥然不同。到目前为止,热带地区的季节性森林大气相互作用模型假设,较少的降雨量意味着植物得到的水会较少,因此光合作用和碳摄取量也较少。然而,由Jin Wu等人在亚马逊4个地方对植物光合作用能力的监测显示,在干旱季节中植物的生产力维持恒定或有所增加。在干旱季节叶子丧失的增加(叶子凋落)会通过同时发生的新叶产生的增加而得到超额补偿。作者们提出,这些变化不仅导致了叶子总体覆盖的增加,而且它还引起了树冠年龄组成朝更年轻叶子的转变,这些新叶应该比其所替换的老叶具有更好品质的光合作用。因此,他们创建了一个“叶子种群统计-个体发生模型”,该模型将叶子根据其年龄类别和所处的发育阶段进行分类,而不是根据其总体表面积进行分类。用这些参数来分析本研究中最干旱的地区之一揭示了在植物生产力和叶子成熟度间的一种相关性,该相关性在第二个较为湿润的地方也是明显的。检测这些数据敏感性的进一步分析表明,不同的叶子品质可比只用叶子数量解释大约多达两倍的生态系统生产力的季节性变异。
抗体能在感染5天后消除埃博拉病毒感染症状
研究人员从一名埃博拉病毒感染的幸存者体内收获了2种单克隆抗体,其中一种单克隆抗体对制服该病毒是如此有效,它可令感染5天后得到该单克隆抗体治疗的非人类灵长动物得到近乎完全的保护。尽管目前正在测试数种针对埃博拉病毒的不同的抗体混合剂,但Davide Corti等人希望发现可产生某种较为简单但却能有效治疗的单一或双重组合制剂。在1995年基奎特爆发11年后采自某埃博拉病毒感染幸存者的单克隆抗体显示了强力的中和该病毒的活性,表明该幸存者的免疫系统在感染超过10年后仍然维持了其对该病毒的记忆。这些单克隆抗体中有3株显示出比ZMapp抗体混合剂中某成分(它目前正在人体中进行测试)要高25%的结合能力。该团队取用了2株最强效的单克隆抗体——mAb100和mAb114。在猕猴感染埃博拉病毒1天后开始每24小时给其两次该双重组合治疗,该组猕猴没有出现任何埃博拉病毒的感染症状。但在感染5天后仅给予mAb114也显示了类似的治疗结果,表明这种抗体可在那些感染埃博拉病毒者中——甚至在相对的感染后期——用作强效的治疗药物。
由Misasi等人所做的第二项研究描述了这两种单克隆抗体的结构以及它们如何与病毒发生相互作用。这些结果可帮助促进治疗和疫苗的发展。这两种抗体都是通过以糖蛋白(GP)作为治疗标靶而发挥作用的(但它们的标靶是这一蛋白的不同部位),GP是埃博拉病毒表面的一种蛋白,它能帮助病毒与宿主细胞膜结合。他们对晶体结构的分析揭示,mAb100会与GP的基底部结合(类似于某种通常测试的基线抗体KZ52的结合方式);然而,mAb100的与GP结合的成分有着更多的转动,因此可“扣住”该蛋白的3个不同单位,而不是像KZ52那样只与单一蛋白结合。先前的研究显示,GP上的某特定蛋白环必须被切割才能让病毒进入宿主细胞,而Misasi等人的结果显示,mAb100会干扰这一切割。mAb114的分析显示,这一单克隆抗体是在该环被切割后通过阻断病毒的一个关键性受体而起作用的。这些数据提示,mAb114比在ZMapp混合剂中所用的一种抗体(尽管它所针对的是该GP的相同区域)更为有效,因为它在该环被切割后仍然与GP结合着。这些结果对mAB100和mAb114为什么是如此强效的埃博拉病毒抗体做出了更多的阐释,这可能为将来对抗这种威胁生命病毒的治疗铺设道路。
井喷曾一度令洛杉矶甲烷外泄率加倍
一项新的研究为2015年加州某井喷所致的甲烷泄漏率提供了首个定量估计,提示源自这一事件的甲烷排放曾短暂地成为整个洛杉矶盆地所有其它来源的甲烷排放量的两倍。在全球范围内,地下天然气储存设施中的储存量代表了全世界每年天然气消耗量的10%。2015年10月23日,洛杉矶外的一个与阿利索谷地下储存设施(它是美国类似储存设施中排第四大的储存设施)相连的一个油气井的井喷导致了大量天然气外泄,并促使大批民众疏散。Stephen Conley和同事在此用卫星遥感、地面遥感及井喷处地面测量等手段对从这一事件中释放到大气中的天然气进行了定量。加工天然气中的主要成分是甲烷和乙烷,而甲烷是一种强力温室气体。作为这项研究的一部分,Conley等人对在2015年11月7日至2016年2月13日(这是泄漏暂时中止的2天之后)期间派出的13次研究飞行中采集的甲烷和乙烷数据进行了分析。他们的数据表明,来自井喷的泄漏至大气的甲烷有时多达每小时60公吨,乙烷达每小时4.5公吨。作者们说,这种规模的排放曾一度令源自洛杉矶的甲烷排放率有效地增加了一倍。这项研究凸显了快速反应空中化学取样在提供外泄率数据方面的效用。
(来源:美国科学促进会 2016-2-26)