封面故事: 国际土壤年纪念文集

本期封面所示为2013年11月4日孟加拉国达卡被污染土地上艰难的耕种条件。本期《自然》为纪念联合国粮农组织确定的“国际土壤年”，发表了一系列文章，讨论土壤的组成和功能、它们对环境和人类健康的影响，以及在未来怎样才能做到可持续性土壤管理。在一篇文章中，Luca Montanarella认为，应当签署一项自愿性的国际协议来保护全世界的土壤。

直接测定纠缠的新方法

虽然纠缠（指物理上分开的粒子在行为上可以像一个整体一样，并且完全可以被当成一个整体的现象）可以说是一个系统的量子性的最重要度量，但却难以直接测定纠缠。迄今提出的大部分方案都是在人工量子系统如超冷量子气体中来测定它，它们需要通过断层成像来重建量子态，并且限于局域化的系统。本文作者找到了在一个去局域化的巡回系统中直接评估纠缠的一种办法。在准备了由铷原子组成的一个多体量子态的两个相同版本之后，作者让这些版本相互作用。通过一种特殊的量子气体显微镜，可以对与纠缠熵（该系统的纠缠情况的一个特征量值）直接相联系的特性进行观察。这种测定纠缠熵的新方法也许将使得与纠缠和纠缠熵相联系的其他特性也能够被测定。

癌症细胞系的系统性比较

在用来分析它们对药物库的反应的癌细胞系检测板中，一些研究曾提出有些细胞系具有截然不同的药理敏感性，而其他研究则没有看到相同的趋势。在这篇文章中，Levi Garraway及同事对 “癌细胞系百科全书”数据库和“癌症中药物敏感性的基因组学研究”数据库中的数据重新进行了评估。他们发现，两个数据库之间的一致性要比以前的一项研究中所手机版的程度更大。

危机中的海洋生态系统

生态系统对气候变化的敏感性取决于物种对比它们当前可能会体验到的温度更热或更冷的温度是否有偏好。对全世界81个生态区的浅礁鱼和无脊椎动物所作的标准化调查进行的这项分析显示，对现有珊瑚群落，在当前温度与它们当中的物种所在的热生境之间并非完全相适应；海洋群落经常受那些喜欢比海洋平均局部温度更热或更冷温度的物种支配。这种温度偏差是所预测出的局部物种丢失的一个主要贡献因素，其贡献超过了变暖速度的空间变化。这些数据表明，平均海洋表面温度在24℃左右的地方总的来说对群落变化最为脆弱。

微管网络保护肿瘤不受治疗影响

使得源自星形细胞的脑瘤难以治疗的因素之一是它们渗透脑组织的倾向。Frank Winkler及同事发现，由星形细胞瘤延伸的长期过程或肿瘤微管促进脑渗透，产生一个互联的网络，后者能实现多细胞通信，保护肿瘤不会发生由放疗诱导的细胞死亡。“与神经生长相关的蛋白43”被发现是这一过程中的一个重要因素。通过以星形细胞瘤的肿瘤微管为治疗目标来破坏星形细胞瘤细胞的网络，有可能是一个新的治疗方法。

有氧存在时的发酵是正常的

利用实验蛋白质组学方法和对大肠杆菌进行模拟，呼吸所需的蛋白量（所生成的单位ATP）被发现是发酵所需蛋白量的近两倍。结果显示，溢出代谢（在癌细胞中被称为 “Warburg 效应”）——指尽管有氧存在快速增殖的细胞也会利用发酵来产生能量的过程——是最佳细菌生长的一个必然结果。关于蛋白质组资源分配的一个简单模型可解释该系统的全部所观察到的行为，准确预测对条件变化的反应。这项研究显示，溢出代谢并不只是一个浪费的奢侈行为，而是一个自然生长模式；这里所采用的方法可直接应用于生物技术和癌症研究。

难以解释的超软X射线源

持久的低速重子喷射流已从附近星系M81中的一个超软X射线源被检测到，其中有蓝移的宽Hα发射线，这是具有相对论速度的重子喷射流的特征。相对论喷射流和持久超软X射线谱的组合是出乎意料的，它向关于超软源和喷射流形成的当前理论提出了挑战。一个可能的解释是，这个源是具有“光学厚流出”的一个很早就猜测存在的超临界吸积的黑洞。

（田学文/编译 更多信息请访问www.naturechina.com/st）