達(dá)爾文或許沒有想到,，時至今日，科學(xué)家仍在不斷揭示生物進(jìn)化基本要義的新細(xì)節(jié),。美國《科學(xué)》雜志上月23日公布了2005年度十大科學(xué)進(jìn)展,，進(jìn)化研究名列榜首。主編肯尼迪(Donald Kennedy)認(rèn)為,，該項(xiàng)進(jìn)展的重要性絲毫不亞于2004年度的火星研究,。
同時被評選為2005年度十大科學(xué)進(jìn)展的，還包括“大腦回路與疾病”等另外9項(xiàng)研究,。除進(jìn)化研究以外,，其它進(jìn)展排名不分先后。
進(jìn)化研究喜獲豐收
黑猩猩的基因組圖譜和人類基因組的單核苷酸變異圖譜先后發(fā)表,。幾個研究小組還發(fā)現(xiàn)了一系列與人類大腦進(jìn)化有關(guān)的基因,。此外，科學(xué)家神奇地再造出1918年大流感病毒,，并得到一個令人不寒而栗的結(jié)論：這種致命流感似乎起源于禽流感病毒,。
●點(diǎn)評：宿兵(中科院昆明動物所研究員)
人類是如何起源的？人類和人類的近親-非人靈長類在生物學(xué)功能上的差異,，尤其是認(rèn)知能力上巨大差異的遺傳基礎(chǔ)是什么,？2005年，科學(xué)家完成了與人類親緣關(guān)系最近的物種-非洲黑猩猩基因組全序列的測定,，為回答上述問題提供了新的契機(jī),。
通過對人和黑猩猩基因組結(jié)構(gòu)和序列的比較，科學(xué)家有可能找到對人類生物學(xué)功能起關(guān)鍵作用的基因變異,，這將有助于了解人類起源的遺傳學(xué)機(jī)制,、探討人類認(rèn)知的分子基礎(chǔ)以及闡明一些人類疾病(如艾滋病和老年癡呆等)的致病機(jī)理。在基因組水平,，人和黑猩猩的平均序列差異僅有約1.2%? 這么小的差異似乎很難解釋人與黑猩猩在生物學(xué)上的明顯不同。因此,，建立基因組水平的差異與生物學(xué)功能的分歧之間的關(guān)系,，將是未來人和黑猩猩基因組比較研究的重點(diǎn)。
●點(diǎn)評：藍(lán)田(美國芝加哥大學(xué)霍華德·休斯醫(yī)學(xué)院研究員兼中山大學(xué)干細(xì)胞與組織工程中心主任)
達(dá)爾文發(fā)表其進(jìn)化論重要著作已將近一個半世紀(jì),，如今,，所有生物均系進(jìn)化而來的觀念深入人心。但人們通常認(rèn)為,，進(jìn)化是一個極為緩慢的過程,，在人類歷史這樣一個時間范圍內(nèi)幾乎不會發(fā)生。因此,，在大跨度的地質(zhì)年代范圍內(nèi)形成以后,，生物物種就被視為相對靜態(tài)的實(shí)體,。
但隨著近年尤其是2005年涌現(xiàn)的一系列研究成果，傳統(tǒng)觀點(diǎn)受到了挑戰(zhàn),?？茖W(xué)家已經(jīng)觀察到物種仍在實(shí)時進(jìn)化的大量例子，并且將視角延伸到對單個基因乃至基因突變的分析,。這些研究顯示,，傳統(tǒng)上認(rèn)為相對靜態(tài)的生物實(shí)體，包括(或許特別是)人類,，實(shí)際上仍在不斷發(fā)生進(jìn)化,。其進(jìn)化速度是如此之快，以至于在短短幾百年的時間中就可能改變DNA序列的組成,。
最激動人心的發(fā)現(xiàn)或許是,，在我們?nèi)祟惗虝旱娜舾扇f年歷史中，我們的生物學(xué)特征——甚至是我們的大腦——已經(jīng)發(fā)生了明顯變化,，這樣的變化還在持續(xù),。可以預(yù)見,，在不太遙遠(yuǎn)的未來,，人類的外貌和行為將與今日大不相同。這種不可避免的現(xiàn)實(shí),，也給那些抱有種族意識或部落意識等觀念的人們傳遞了一個警醒信號,。
大腦回路與疾病
幾項(xiàng)研究提出，精神分裂癥,、抽動-穢語綜合征?Tourette syndrome?以及閱讀困難?dyslexia?等癥的根源在于子宮內(nèi)胚胎發(fā)育時期大腦神經(jīng)回路的“錯誤連接”,。
●點(diǎn)評：張旭(中科院上海生命科學(xué)院神經(jīng)所研究員)
隨著生活和醫(yī)療水平的提高，人們越來越重視精神與心理健康,，神經(jīng)和精神性疾病受到了極大的關(guān)注,。但由于神經(jīng)和精神性疾病的發(fā)病機(jī)理具有較大的個體差異，這方面的研究一直沒有很大突破,。近年來,，隨著遺傳學(xué)和基因操作技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家可以在病人中篩選到突變的基因,，用基因操作在小鼠上證明該突變與發(fā)病之間的關(guān)系,。同時，越來越多的基因在小鼠中被成功操作,，發(fā)現(xiàn)了單個基因和一些基因突變與疾病之間的關(guān)系,，其中也包括神經(jīng)和精神性疾病。
然而,，只有真正了解神經(jīng)和精神性疾病的發(fā)病機(jī)理,，才能更有效地預(yù)防和治療這些疾病,，目前這方面的研究還有很長的一段路要走。我們國家在這方面的研究也有了較好的起步,，任重而道遠(yuǎn),。
ITER落戶法國
世界首座國際熱核實(shí)驗(yàn)堆?ITER?建設(shè)地點(diǎn)的爭奪告終。參與國際合作的各方一致同意將試驗(yàn)反應(yīng)堆設(shè)在法國南部的Cadarache,，而不是日本的Rokkasho,。ITER的目的之一是通過在地球上模擬太陽內(nèi)部所發(fā)生的核聚變來發(fā)電。
●點(diǎn)評：霍裕平(ITER中國專家委員會首席科學(xué)家,、鄭州大學(xué)教授,、中科院院士)
由于核聚變在地球上的燃料資源幾近無限，核聚變堆又不產(chǎn)生溫室氣體及高放射性核廢料,，熱核聚變能極有可能成為人類主要的最終能源,。經(jīng)過各國近60年的合作努力，建設(shè)ITER的科學(xué),、技術(shù)準(zhǔn)備以及工程設(shè)計都已完成,，并得到各國的認(rèn)可，2005年10月,，建設(shè)地址的選定解決了七方(中,、韓、日,、歐,、美、俄及印度)合作建設(shè)ITER的最后一個主要障礙,。2006年將成為實(shí)際建造ITER的開始,。這是人類為徹底解決能源需求、從根本上改善地球環(huán)境的一個新階段,。在本世紀(jì)內(nèi),，人類開始使用受控?zé)岷司圩兡苁峭耆锌赡艿摹?/p>
作為一個發(fā)展中國家，中國參加ITER計劃? 體現(xiàn)了一個人口及能源消費(fèi)大國負(fù)責(zé)任的態(tài)度,，以及在科技實(shí)力方面趕上世界先進(jìn)水平的決心,。
地球起源理論受到挑戰(zhàn)
科學(xué)家仔細(xì)觀察了地球巖石和可能的太陽系早期物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)它們的成分有很大不同,，從而引發(fā)了關(guān)于地球誕生的新爭論。
●點(diǎn)評：徐偉彪(中科院紫金山天文臺研究員)
地球巖石中的釹同位素組成與太陽系原始隕石不一樣,。這個發(fā)現(xiàn)說明組成地球的物質(zhì)與其它行星不同,，或者地球在形成初期發(fā)生了重大變化，一部分物質(zhì)被隱藏在地幔底部,。不管是哪種可能性,，這一發(fā)現(xiàn)對地球起源理論將產(chǎn)生革命性的挑戰(zhàn),。此項(xiàng)研究入選《科學(xué)》年度科學(xué)突破，再次體現(xiàn)了行星科學(xué)研究的重要性,。當(dāng)今國際地球科學(xué)的發(fā)展趨勢是向深度和廣度開拓,，地球不再是孤立的研究對象，而是作為太陽系的一員,，有機(jī)地與其它行星體結(jié)合在一起,。
植物開花的秘密
幾個有關(guān)植物開花和其它神秘或驚人特征的關(guān)鍵分子線索被揭示。
●點(diǎn)評：楊洪全(中科院上海生命科學(xué)院植物生理生態(tài)所研究員)
光周期(日照長短)是調(diào)控植物開花時間最重要的環(huán)境信號因子之一,，早在上世紀(jì)初科學(xué)界就已認(rèn)識到植物感受光周期的部位在葉片,，而花的分化形成在植物的頂端組織。為解釋這種光周期對開花調(diào)控的時間與空間的矛盾,，曾假設(shè)植物中存在一種物質(zhì)——開花素,，當(dāng)植物接受光周期誘導(dǎo)后，開花素可以從葉片移動到頂端組織誘導(dǎo)開花,。
2005年《科學(xué)》發(fā)表的植物開花光周期調(diào)控機(jī)理的論文終于揭開了這個世紀(jì)之謎,，在擬南芥菜(科學(xué)家用來進(jìn)行基礎(chǔ)研究的一種植物)之中，決定開花時間的基因FT產(chǎn)物在性質(zhì)上屬于開花素,。FT主要在葉片中表達(dá),，接受合適的光周期誘導(dǎo)后，F(xiàn)T產(chǎn)物從葉片移動到頂端組織,，F(xiàn)T蛋白與頂端組織特異表達(dá)的FD基因的編碼產(chǎn)物之間結(jié)合,，形成一種蛋白復(fù)合體，該復(fù)合體的形成會促進(jìn)開花決定基因的表達(dá),，從而最終導(dǎo)致植物開花,。
中子星碰撞
一個2004年12月27日記錄下來的、來自銀河系中心附近的短暫,、強(qiáng)烈的輻射脈沖,，可能是一個短γ射線暴發(fā)。
●點(diǎn)評：鄒振隆(中科院國家天文臺研究員)
這是γ射線暴自1997年以來第4次被《科學(xué)》評為年度十大進(jìn)展,。γ射線暴按其延續(xù)時間分為兩類,，長于2秒者稱為長暴。短于2秒者稱為短暴,。2005年5月以來,，美國宇航局(NASA)的高能衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了4個短γ射線暴，錢德拉X射線天文臺,、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和地面望遠(yuǎn)鏡的后繼觀測發(fā)現(xiàn),，它們位于距離我們約20億光年的星系外圍，沒有超新星爆發(fā)的跡象,，最有可能是由兩個中子星碰撞,，或者一個中子星被黑洞吞食造成的,。
這一發(fā)現(xiàn)揭開了困惑人們達(dá)35年之久的謎團(tuán)。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論,，中子星碰撞或黑洞吞食中子星會產(chǎn)生較強(qiáng)的引力波,。因此，這一進(jìn)展對激光干涉直接探測引力波的計劃是一個利好信息,。
入選2005年度科學(xué)進(jìn)展的成果還包括：
對氣候變化的看法在轉(zhuǎn)變——2005年中不斷積累的人類活動與全球變暖聯(lián)系的證據(jù),，終于引起了向來頑固的美國政客的關(guān)注。這些證據(jù)包括,，海洋深處的水變暖,、最強(qiáng)烈熱帶風(fēng)暴的頻率增加、北冰洋的冰覆蓋繼續(xù)減少,，以及鳥類遷徙模式的改變等,。
星際旅行高歌猛進(jìn)——前往月球、水星,、金星,、火星、一個彗星,、一個小行星,、土星，以及太陽系邊緣的宇宙飛船不是已經(jīng)到達(dá),，就是已經(jīng)上路,。其中，最精彩的表演或許是歐洲宇宙飛船“惠更斯探測器”在土星最大衛(wèi)星土衛(wèi)六(又名“泰坦”)的登陸,。
關(guān)鍵蛋白的詳細(xì)圖像——科學(xué)家發(fā)表了迄今為止最詳細(xì)的細(xì)胞鉀離子通道圖像,。這些通道是負(fù)責(zé)鉀離子進(jìn)出細(xì)胞的看門蛋白，它們在神經(jīng)和肌肉功能上的作用同晶體管在計算機(jī)中的作用一樣重要,。
細(xì)胞信號研究更上層樓——科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞如何響應(yīng)其周邊化學(xué)和環(huán)境信號的新機(jī)制,。比如，有科學(xué)家創(chuàng)建了一個導(dǎo)致細(xì)胞凋亡網(wǎng)絡(luò)所涉及的近8000個化學(xué)信號的模型,。
最大科學(xué)挫折：美國粒子物理研究
《科學(xué)》還評選出2005年度遭受最大挫折的領(lǐng)域：美國粒子物理研究,。兩項(xiàng)重大實(shí)驗(yàn)被取消，還有人要求提前停止三個現(xiàn)有粒子對撞機(jī)中一個的運(yùn)行,。其實(shí),，或許最應(yīng)該入選年度最大科學(xué)挫折的應(yīng)該是韓國“克隆”之父黃禹錫造假事件。
(采訪整理： 本報記者 李虎軍 李愛華)
