Nature

Nature

翅膀的是與非

什么時(shí)候翅膀不是翅膀？當(dāng)翅膀是“頭盔”時(shí)。昆蟲翅膀在大小和形狀上都相差巨大，但它們有一個(gè)共同點(diǎn)——翅膀都是從三個(gè)胸節(jié)中的第二個(gè)和第三個(gè)長出來的。研究人員在對(duì)蟬的近親角蟬的研究中發(fā)現(xiàn)了一種奇異而多變的盔甲結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)從無翅的第一胸節(jié)長出。傳統(tǒng)上，這種盔甲被認(rèn)為是第一胸節(jié)的表皮擴(kuò)增。進(jìn)化方面相關(guān)的研究表明，該盔甲對(duì)應(yīng)的是第三對(duì)翅。體節(jié)最顯著的特征是在漫長的進(jìn)化時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)的穩(wěn)定。研究闡釋了身體結(jié)構(gòu)原始功能的改變與新功能和新形態(tài)的進(jìn)化無關(guān)是如何發(fā)生的。本期封面是一只角蟬（Hemikypthamarginata）。

復(fù)雜自組織系統(tǒng)的控制

控制論可被用來將人工系統(tǒng)和自然系統(tǒng)引導(dǎo)向某種期望的狀態(tài)，但卻缺乏一個(gè)控制復(fù)雜的自組織系統(tǒng)的框架。這樣的網(wǎng)絡(luò)是否可以被控制？研究人員對(duì)這一問題進(jìn)行了研究，并且從力學(xué)角度得出了精確的答案，這些答案相當(dāng)于是說：“在一定程度上是可以的”。他們建立了分析工具，來研究利用模型系統(tǒng)和真實(shí)系統(tǒng)構(gòu)建的一個(gè)任意的復(fù)雜定向網(wǎng)絡(luò)的可控性，這些系統(tǒng)從活生物中的調(diào)控通道、神經(jīng)通道和代謝通道到食物鏈、手機(jī)運(yùn)動(dòng)和社會(huì)交往都包括在內(nèi)。他們識(shí)別出了驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)的最小集，它們依賴于時(shí)間的控制可以引導(dǎo)該系統(tǒng)的整個(gè)動(dòng)態(tài)。令人吃驚的是，這些節(jié)點(diǎn)通常并不在網(wǎng)絡(luò)中心。本期封面所示為仙人掌結(jié)構(gòu)的一部分，即在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的控制中起關(guān)鍵作用的節(jié)點(diǎn)的一個(gè)子集，其中節(jié)點(diǎn)為藍(lán)色，驅(qū)動(dòng)器為紅色。

加拿大北極群島對(duì)海平面上升的貢獻(xiàn)

加拿大北極群島包含冰層之外全球陸地冰的三分之一，但其對(duì)海平面變化的貢獻(xiàn)卻在很大程度上不為人們所知。研究人員利用三種獨(dú)立方法計(jì)算出，2007至2009年間該群島的物質(zhì)損失為每年920±120億噸，大約是2004-06年間的三倍，與夏季氣溫較高的事實(shí)一致。這個(gè)記錄時(shí)間太多，無法得出一個(gè)關(guān)于更長趨勢的確定結(jié)論，但加拿大北極群島顯然是海平面上升的一個(gè)重要貢獻(xiàn)因子。本期封面所示為DevonIsland冰蓋內(nèi)的一個(gè)冰川內(nèi)融化通道。

疫苗和免疫問題聚焦

本期雜志刊登了一系列聚焦于疫苗和疫苗接種的新聞特寫、評(píng)論及研究論文。RinoRappuoli和AlanAderem預(yù)測到2020年疫苗將可以解決艾滋病、瘧疾和肺結(jié)核三大疾病。JulieLeask提出如何使發(fā)達(dá)國家更大程度上接受疫苗接種。HeidiLarson和LsaacGhinai梳理了我們?cè)诎l(fā)展中國家長期抗擊脊髓灰質(zhì)炎的戰(zhàn)斗中所取得的教訓(xùn)。RobertaKwok測試了最新疫苗的安全性問題。CorieLok簡要地介紹了免疫學(xué)家BruceWalker及其徹底改變艾滋病疫苗研究領(lǐng)域的目標(biāo)。