封面故事：一种处在由鱼类向四足动物过渡阶段的动物化石

    鱼类和四足动物(有四肢的脊椎动物)之间的过渡发生在3.7亿年前，这种过渡需要整个身体都发生变化。 在过去20年里，轰动性的化石发现以及对旧化石的重新解释，从根本上改变了我们对这个问题的认识，但这种过渡本身，即从鱼类向四足动物过渡的精确界线仍然比较模糊。已有化石往往不完整，或保存状况不好。所有这一切都随着一个引人注目的新化石材料的发现发生了改变。这个新化石材料来自加拿大北极地区晚泥盆纪地层，它全面保存了一个近乎完整的过渡形式。这是一种有鳍的鱼，但其鳍能够像胳膊和手一样弯曲和伸展。它有四足动物一样的肋骨，有可以活动的脖子和腕关节。它似乎生活在一种处于边缘状态的浅水环境中。这一发现将在演化生物学领域产生广泛影响。

    第一个超新星回落环

    超新星爆炸中的“回落”现象指的是，爆炸喷发出去的一些物质未能逃逸，而是又落回来了。科学家曾用该观点来解释黑洞的形成、磁星的分布以及脉冲星周围跟地球质量差不多的行星的起源。此前，一直没有直接观测证据证明这个过程的确发生了。一个孤立的X-射线脉冲星周围的一个冷尘埃环(是在美国国家航空航天局斯皮策太空望远镜获得的数据中探测到的)，可能是迄今被观测到的第一个超新星回落环。将其与普通恒星周围的原始行星环相比较，在一颗中子星周围的这样一个巨大的尘埃环，有可能是行星形成的一个场所。

    太阳系中氧-16同位素之谜

    理论上，太阳的外层应保存太阳系由之形成的气体的原始组成。进入太阳外层进行测量是不可能的，所以科学家正在尝试间接的信息收集方法。最新尝试是对由“阿波罗11号”飞船带回来的一个月球土壤样品所做的关于氧同位素的一些新的测量。不同方面的证据表明，所测试的土壤颗粒(来自编号为10084的月球样品)受太阳风的影响特别大。过去，研究人员发现，与地球、火星和大陨石相比，月球土壤颗粒中氧-16同位素的含量比较低。这与较早时候根据对远古金属颗粒的研究结果所获得的一项发现是相矛盾的，并向我们提出了一个棘手的问题：按照当前的模型，没有明确的方式来解释为什么太阳系中氧-16同位素含量比太阳中的高。

    一种海洋细菌的基因组序列

    10年前，一个偶然的发现，让科学家识别出了能够在厌氧条件下氧化氨(该反应过程被称为Anammox)的海洋“矿物化能自营养”细菌。不久研究人员就意识到，该Anammox反应有重要生态意义，因为它将接近50%的固定的氮从地球的海洋中清除了出去。现在，在一项被称为“环境基因组学”的了不起的研究工作中，研究人员已经确定了Anammox细菌Kuenenia stuttgartiensis的基因组的序列。Anammox细菌生长非常缓慢，在纯培养中无法获得。为了进行基因组分析，研究人员让一种废水淤泥接种体在一个生物反应器中生长了一年，培养了10至15代。他们对整个微生物群落的DNA进行了测序，并从结果中推断出了这种Anammox细菌的基因组。既然基因组序列已经知道，就有可能了解这些重要细菌的代谢和演化。

    鼹形鼠也分三六九等

    完全社会性的昆虫，如蚂蚁和白蚁，具有截然不同的社会“等级”，专门完成不同的任务。完全社会性在哺乳动物中极为罕见，并且在极少数的确有该现象的物种中，一直没有明确证据表明帮助者属于一种不同的社会等级。现在，在一项测定一种完全社会性的鼹形鼠的“工作者”的能量消耗的实验中，研究人员识别出了两个截然不同的社会等级。“经常性的工作者”一年到头工作，帮助维持群落，帮助“王后”繁衍后代。“非经常性的工作者”积累身体脂肪，很少工作，等待合适的机会来亲自繁殖后代。雨后，肥胖、懒惰的鼹形鼠变得极为活跃，消耗的能量多于“经常性的工作者”。

    与左右对称性有关的基因缺陷

    从苍蝇到人类，身体的左右两边都是不同的。身体的对称性在胚胎发育早期到底是怎样被破坏的是一个谜。但是现在，两个独立工作的研究小组报告了苍蝇的一个基因缺陷，该缺陷也许可帮助揭开这个机制。两个小组都研究了一个内脏反向成环的突变体，发现该突变在一个非传统的肌浆球蛋白中。这个肌浆球蛋白引导右手方向的成环，抑制默认的左手方向的成环。现在，这一发现将基于肌动蛋白的分子马达和肌动蛋白细胞骨架与脊椎动物的左—右手模式的形成联系了起来。

    光子融合效应的演示

    量子力学中将光描述为光子，根据该描述所作的预测在经典体系中没有对应物。一个引人注目的例子是融合：当两个相同的光子同时到达一个部分反射的镜子的两面时，它们总是一起离开该镜子的。Beugnon等人通过在由两个独立束缚的单个原子发射出的两个单个光子之间生成量子干涉演示了这一效应。这一结果是在生成能发射不可分辨的光子的同步的、独立的光源这个研究方向上所迈出的重要一步，而这样的光源可为量子数据处理提供一个非常有用的资源。