2009年2月3日

國際期刊傳真--2009.2(470)

愛你愛到不怕死
一般昆蟲交配都要有所取捨,而Cyphaderris strepitans這種蟋蟀犧牲的是其免疫能力。

交配前,公蟋蟀需先發出聲音吸引母蟋蟀,唱完情歌後還要獻上自己的後翅。在交配時,母蟲會吃掉公蟲的後翅,並從傷口吸吮其血淋巴,後翅受傷可能引發免疫反應而消耗大量能量,使公蟲再次交配的能力下降。

美國伊利諾州立大學的Leman把細菌的脂多醣體(lipopolysaccharide, LPS),注射入未交配過的公蟋蟀,以引發其免疫反應,再觀察牠們在野外交配成功的機率。結果發現注射LPS的公蟲需要較長的時間完成交配,而且鳴叫的時間也較短。此外,後翅受傷的公蟲其體內參與黑色素合成的酚氧化(phenoloxidase)也較少。證實了公蟋蟀的確需要以自身的免疫能力,來換取一次成功的交配。

化學能新應用
驅動器(actuator)是可以將能源轉換成機械功的儀器,生物體也算是一種驅動器,可以利用「化學能」來促進所有反應的進行;然而,在人造機械中,將化學能直接轉換成機械功的概念卻尚未實現,因為化學能常常會先被轉換成熱能或電能。

美國勞倫斯‧利弗摩爾國家實驗室的Biener所主持的團隊,提出一個利用化學能的可行方法,他們將奈米孔隙金(nanoporous gold)這種高表面積材料,暴露在O3及CO2中,在金的表面便會進行O3 + Au →Au-O+CO2和CO+Au-O→CO2 + Au 的化學反應,因而改變金的表面張力,讓金產生可逆應變振幅(reversiblestrain amplitudes),也就是化學反應直接驅動了金的體積變化。這種利用介面化學驅動(surface-chemistry-driven)的驅動器,將來可以有很大的發展及應用。

愛滋療法新曙光
愛滋病的發生是因為感染了HIV(human immunodeficiency virus),在愛滋病治療的歷史當中,大多數的藥物都是針對抑制病毒本身複製的過程下手,但由於HIV是RNA 病毒,其基因體變異極大,治療效果往往有限。

經由科學界的努力研究,已知利用RNA干擾(RNA interference, RNAi)抑制HIV,
確是個可行的治療方法,但是在發展上遇到了兩大問題,一是如何有效地將RNAi運送到T細胞的方法,二是測定RNAi效力的適當動物模式。

一個由美國和韓國科學家合作的研究中指出,利用連接上9個精胺酸的CD7(T細胞表面抗原)單株抗體運送RNAi,可有效將RNAi專一地運送到T細胞中,這個方法可控制病毒的複製以及T細胞損失。這樣的治療方法,為愛滋病患者帶來了傳統雞尾酒療法以外的一道曙光。

珊瑚記住地震週期

2004年12月奪走25萬人性命的南亞大海嘯,是西蘇門答臘群島北側的地震所引發的。不到三年,此群島南側的明達威群島又再發生大地震,因此須要有更好的方法提高這個區域地震的預測率。美國加州理工學院Kerry Sieh與台大地質系沈川洲等四大團隊,利用沿海珊瑚的生長特性,找到更好的預測地震方法。

地震改變海中地面的高度,因而影響潮汐特性,而珊瑚群的外觀,又會受限於潮汐情形。觀察生長在潮間帶的微環狀珊瑚礁(microatoll),加上台大地質系團隊發展的「珊瑚鈾釷定年技術」(U-Th disequilibrium dating),能對古老珊瑚作精確定年,研究團隊發現在過去700年內,在這區域約200年就有一次超級強震週期。利用此法,可以將預測誤差從10~100年縮小到1年內,實為天災預測上的一大突破。

合作的原由
人類社會建立於合作之上,但為何自私的個人會傾向利他?你幫我,我幫你的直接互惠可以解釋此一結果。近來間接互惠,也就是我幫助你,我有了好名聲,其他人也會幫助我的立論,成為研究合作行為發展的關鍵。對不合群的背叛者加以懲罰,也可能迫使人們趨向合作,但責罰不合群者,尤其是高成本懲罰時,制裁方與受罰者都必須付出代價。究竟懲罰可不可以有效地促進合作呢?

Ohtsuki等人以一精確的間接互惠模型,分析高成本懲罰的作用,他們利用賽局理論,推斷何種情況下人們會傾向處罰一途。雖然高成本懲罰策略能促使合作,但只在狹義的參數下成立,且高成本懲罰基本上減少總體的平均收益。停止幫助背叛者才能最有效地達成間接互惠,而不是以怨報怨。

海水酸化四季變
人為的化石燃料燃燒,大大增加了大氣中二氧化碳的濃度,造成更多二氧化碳溶於海水中,使得海水酸鹼值下降。酸化的海水減低了其中碳酸根離子的濃度,使得需要鈣化的生物,例如有孔蟲類、有殼翼足類動物和珊瑚,很難建構起牠們的骨架。

目前為止,關於海水酸化的研究,大部分都著重於均時的化學變化,沒有考慮到實際上海洋生物生活的環境中,碳酸鹽與酸鹼度是隨著四季而變化的。澳洲科學家McNeil和Matear針對這個課題進行研究,他們發現在冬季時當大氣中二氧化碳濃度達450ppm時,很可能導致未飽和的碳酸鹽礦物霰石,出現於某些海域,影響海洋生態。此研究強調了海中碳酸鹽濃度於不同季節中變化的重要性,自然界的變化很可能加速惡化海洋的酸化。

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