Science最新內(nèi)容精選

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澳洲土著人基因組揭示人類由亞洲遷入澳洲的路線

人類的起源與遷徙是一個復雜的過程，同時也是當前學術界存在爭議的研究熱點。目前，“非洲單一地區(qū)起源說”是被廣泛接受的理論，即所有的非非洲的現(xiàn)代人類種群都是由最早的非洲人進化而來，他們遷徙到歐洲、亞洲和澳洲，取代了當?shù)匾汛嬖诘闹绷⑷伺c遠古人，并進化為現(xiàn)代人類。根據(jù)該理論，東亞人類種群主要是由單次遷移或擴散完成的，即所謂的“單擴散模型”，在這個模型中，澳大利亞人的祖先——澳大利亞土著人被推測是從亞洲人種群中分離出來的。由于近代土著居民與澳大利亞殖民者的異種繁衍，許多當代的澳大利亞土著居民都繼承了歐洲人的血統(tǒng)。為了對當?shù)赝林用竦墓爬蠚v史有一個更好的了解，研究人員希望能夠?qū)σ粋€未曾攜帶歐洲人基因的原始土著居民進行測序。大約1年前，Willerslev的研究小組獲得了由英國人種學家AlfredCortHaddon采集的一縷頭發(fā)樣本。歷史記錄顯示，Haddon是在上世紀20年代早期從悉尼前往佩斯的途中，于一名年輕的土著居民那里獲得這一樣本的。丹麥倫理委員會隨后核準了Willerslev的研究計劃。大約1年前，Willerslev的研究小組獲得了由英國人種學家AlfredCortHaddon采集的一縷頭發(fā)樣本。歷史記錄顯示，Haddon是在上世紀20年代早期從悉尼前往佩斯的途中，于一名年輕的土著居民那里獲得這一樣本的。丹麥倫理委員會隨后核準了Willerslev的研究計劃。丹麥哥本哈根大學、深圳華大基因和澳大利亞格里菲斯大學組成的科研團隊該份頭發(fā)樣品進行基因組測序分析，本期封面是一根澳洲土著人頭發(fā)的掃描電鏡照片（大約80微米）。研究未發(fā)現(xiàn)歐洲人外源基因的證據(jù)，估計污染水平低于0.5%。研究證實了澳洲土著人的祖先種群是在6.2萬年至7.5萬年前走出非洲遷徙到東亞地區(qū)，早于現(xiàn)代亞洲人的祖先約4萬年。研究同時發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)代亞洲人祖先遷入美洲之前兩波遷移人群間的基因流動的證據(jù)。我們的發(fā)現(xiàn)支持了當今澳洲土著人的祖先是比征服亞洲的人更早的人種的觀點，他們的祖先可能是非洲外最古老的持續(xù)繁衍的人種之一。澳大利亞土著人祖先的東遷要明顯早于古歐亞人的遷徙，其遺留種群與后來東遷亞洲人祖先群體發(fā)生過基因交流，強有力的證明了人類遷徙史上的多次擴散理論，即“多擴散模型”。這對全面了解人類的起源和遷徙過程具有十分重要的意義。

非洲外現(xiàn)代人早期遷徙路線重建。樹形圖表示澳洲土著人（ABR）相對于歐洲人（CEU）和攜帶了澳洲土著人與亞洲人祖先間基因流動的中國漢人（HAN）的分支關系。紫色箭頭表示澳洲土著人祖先最早于6.2萬年至7.5萬年間進入亞洲東部，與丹尼索瓦人發(fā)生了基因交換，并于5萬年前到達澳洲。黑色箭頭表示2.5萬年至3.8萬年間東亞人的擴散路線，1.5萬年至3萬年亞洲人與印第安人祖先分開前的某段時間摻入了早期擴散的殘片。

早期γ-振動同步促進丘腦和皮質(zhì)發(fā)育

在發(fā)育階段，感覺皮層中地形圖的形成要求丘腦皮層網(wǎng)絡間精確的瞬時連接。然而，這種同步的生理基礎卻不為人所知。研究發(fā)現(xiàn)在新生大鼠胡須感覺系統(tǒng)中早期γ-振動使精確的丘腦皮層時空同步成為可能。在單個丘腦類桶和相應的皮層桶中，早期γ-振動同步神經(jīng)元被丘腦γ-振動驅(qū)動，初期不被大腦皮層抑制，支持著丘腦突觸發(fā)育階段的可塑性。我們認為在成體大腦水平連接發(fā)育前早期γ-振動允許丘腦和皮層神經(jīng)元被組織成為垂直地形功能單元。在這一過程中，多次反復感覺信號輸入丘腦皮層電路中。

光的傳播與相位不連續(xù)性：反射和折射的通則

傳統(tǒng)光學組件依賴于光傳播變成光束過程中積累起的漸進相轉(zhuǎn)移。通過引入大于波長尺度的周相突變獲得新自由度。帶有空間變化的相位響應及亞波長分離的光學諧振腔的二維數(shù)組可以記錄上述相的在光傳過兩個媒介間接口的不連續(xù)性。在這規(guī)則下，具有沿界面線性相位變化的硅表面的金屬天線光電薄矩陣中，可以觀察到異常反射和折射現(xiàn)象。由于采用平面金屬界面產(chǎn)生了光學旋渦，所以光學相位不連續(xù)性為光束設計提供了極大的靈活性。

小行星21魯特西亞的圖片：一個從早期太陽系的殘余星子

本期封面是名為21魯特西亞的小行星的圖片，圖片來源于歐洲航天局“羅塞塔”太空船上搭載的光學、光譜和紅外遠程成像系統(tǒng)攝像機。圖片揭示小行星21魯特西亞具有復雜的地質(zhì)結構，這顆小行星是目前為止已知的密度最高的小行星，3.4±0.3g/cm3。北極地區(qū)覆蓋著厚厚一層風化層，這似乎發(fā)生了大規(guī)模的山體滑坡。21魯特西亞表面地質(zhì)復雜，地質(zhì)年代久遠和高密度表明其很可能是一顆原始星子。這與先前飛船觀測到的較小的小行星相反，21魯特西亞很可能是較大行星的碎片，或由較小碎片重新堆積而成。

小行星21魯特西亞的表面特征。在Baetica區(qū)的中心有21公里直徑的隕石坑群（B）。在Baetica區(qū)（與中心隕石坑群有關的新地形）和Noricum區(qū)（舊地形）之間的邊界在很多區(qū)域比較清楚（C）。在Narbonensis區(qū)中，曲線特點減弱了隕石坑及其邊界。