植物的发育:从细胞到个体

随着分子生物学研究手段的丰富,植物发育生物学也从宏观的植物形态观察走向了微观的细胞和基因水平的研究.植物本身有着显著不同于动物的胚后发育特征,这种发育模式赋予了植物极其灵活的发育可塑性以应对不同的生长环境.在长期进化过程中,植物正是通过持续的调整发育来适应外界环境变化,造就了植物界丰富的多样性.本文以植物干细胞的功能和调控为核心,阐述了干细胞调控植物胚后发育的模式以及植物内源激素对干细胞和植物发育调控的贡献,讨论了内源的遗传信息和外部的环境因素在植物发育过程中的整合,以及这些因素如何调控农作物的器官和形态发育,继而影响到作物的产量.     

陆地植被生态水文过程前沿进展:从植物叶片到流域

陆地植被生态水文过程是生态学、水文学和全球变化研究关注的前沿领域,更是生态水文学的关键理论基础之一.近年来围绕植被生态与水相互作用的研究范畴涵盖了从植物细胞到大陆尺度的几乎所有空间尺度,在不同尺度上分别在生态学和水文学各自视角取得了较大进展.但从生态水文学交叉学科角度,迫切需要整合生态学与水文学多尺度相关研究进展,系统性地归纳和总结跨尺度理论和方法进展,梳理理论前沿热点问题.为此,本文从近年来关于陆地植被生态水文过程与模拟研究进展中,系统提炼和总结了以植物水分利用与调控机制、碳氮水耦合循环过程与模拟、水循环关键过程的生态作用、植被生态作用下的径流形成与变化、植被生态水循环变化对大气降水过程的反馈影响等为主要研究热点的理论前沿方向,系统总结了这五方面在不同尺度及跨尺度方面所取得的主要进展,特别关注了基于过程机理的定量模型方面的发展状态.基于这些前沿热点面临的挑战性难题,提出了未来需要重点关注的核心问题,包括探索植物水分利用与调控的多尺度关联机制、发展基于过程机制的碳氮水耦合循环精准模拟方法、径流形成与动态变化的生态因素甄别与定量刻画等.对深入理解生态水文学国际前沿发展趋势,引导我国生态水文学学科的发展方向等有参考意义.     

蛋白磷酸酶4的中心体定位区分析

蛋白磷酸酶4 (PP4)是PPP家族中的重要成员, 它参与了众多细胞功能的调控, 包括中心体成熟、微管成核、剪切体组装、JNK通路激活等. 与一些晶体结构已知的磷酸酶, 如PP1和PP2B不同, 目前对于PP4晶体结构的了解还非常少. 已有的研究仅表明PP4有一个保守的磷酸酶区域, 至于PP4结构区域的其他信息至今还不清楚, 这也制约了关于PP4定位区的研究. 同样, PP4作为一个在果蝇、线虫和哺乳动物细胞等许多物种中都定位于中心体上、在调节中心体功能上有保守作用的蛋白磷酸酶, 与其他中心体蛋白不同, 目前也没有关于PP4中心体定位序列信息的报道. 本研究通过对一系列GFP标记的PP4缺失突变体定位研究, 发现PP4至少存在两个中心体定位区68~136和134~220. 它们能够独立行使定位功能以确保PP4在中心体正确定位. 这个研究为PP4的结构区域和其他研究提供了新的研究结果和思路.     

多媒体信息检索研究进展：从检索到推荐再到生成

正人类通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等从周围环境中获取信息,大脑对这些感知信息进行加工实现认知能力,例如产生记忆和知识、进行联想和想象,并用语言描述所见所闻和万事万物。在人类社会发展的历史长河中,一直在探索利用外物对越来越多信息进行存储和检索。在计算机发明以前,主要借助纸张等对信息进行记载,并用关键词索引进行检索。计算机诞生之后,信息开始用文本、图像、音频和视频等越来越多模态的数字媒体数据进行存储。     

前列腺素:从实验室到临床

这里,我要讲一讲,在瑞典早期前列腺素研究背景及我参加的临床研究的近期发展。 1945年,我参加卡洛林斯卡学院生理学学会会议时,主持签发会议录的冯·欧拉(Von Euler)博士问我,对研究山羊精囊腺中的少量脂质提取物是否感兴趣。我同意了,从此开始了前列腺素的研究。     

西格尔:从1921到1981

世界上有多少人知道表彰数学家一生成就的最高奖是沃尔夫数学奖?世界上又有多少人知道首届沃尔夫数学奖获得者之一是西格尔?     

宇宙学:从Robertson到今天

把罗伯特近(Howard Percy Robertson)对宇宙学的杰出贡献提给这次纪念讲演,对我来说是一个巨大荣誉,这感受,通过阅读罗伯特逊过去的优秀作品目录而进一步增强了。要评价罗伯特逊的工作,就必须了解其背景。爱因斯坦创立了广义相对论,它是现代的引力理论。在这理论中,引力和宇宙学都被几何化了。爱因斯坦本人想象了一个空间上封闭的、时间上独立的宇宙。弗里德曼(Alexander Friemann)找到了——或者说猜到了——爱因斯坦方程的一个非静止的宇宙解。哈勃(Edwin P.Hubble)关于遥远星系红移的发现,进一步证实了这样的观念,即宇宙通过其膨胀而进化。     

木乃伊:从天然到人工

木乃伊本是天然形成,为什么后来变成了人工制作? 在埃及开罗博物馆,人们能看到这样一个场景:一只狗躲在墙后的三角形阴影中,好像刚刚逃离埃及的烈日,正靠在墙上恹恹而睡.仔细打量后才发现,这实际上是一具干尸:这只狗在3000年前就已经死了,但它的头毛、皮肤保存得如此完好,一眼望去,仿佛它还活着,正在那里打盹儿.在埃及干燥的沙漠气候下,尸体埋在沙中,就有可能形成这种天然木乃伊.     

人类:从傲慢到谦恭

20世纪60年代,美国生物学家蕾切尔·卡森以一本振聋发聩的小册子<寂静的春天>,开创了环境保护的新时代.她写道:"它们(杀虫剂)使得鸟儿的歌唱和鱼儿在河水里的欢跃静息下来,使树叶披上一层致命的薄膜,并长期滞留在土壤里--造成这一切的(人类活动的)本来目的,可能仅仅是为了少数杂草和昆虫."     

从“氧气”到“氧”:从实物到概念

从科学史的视角来探究科学的发生发展,不仅可以一窥科学历程的全貌,还可以对科学概念的演进、科学理论的兴衰、科学思想的进步、科学方法的完善以及科学文化的传播作深入细致的考察。吴以义先生在海外学习研究科学史数十年,深谙其旨趣。他的工作主要集中在科学革命时代以及中国文化与西洋文化比较交流等方面,著有《从哥白尼到牛顿:日心学说的确立》《海客述奇:中国人眼中的维多利亚科学》等多本专著,立意、文笔俱佳。本刊酝酿多年的"科学史专栏"终于启动,给大家带来了吴先生探讨"氧化"概念的开篇之作。本栏目会向更多科学史家约稿,读者们可以在历史的语境下更加立体地理解科学,欣赏科学。     

异种器官移植:从过去到未来

<正>科学家研究人兽嵌合胚胎的一个主要目的是异种器官移植,即将动物的组织器官移植到人类病患身上,挽救生命。当然,这种移植了动物组织器官的人类也属于嵌合体。其实,异种移植并不是最近才出现的新鲜事物,其历史可追溯到300多年前。这其中曾充斥过勇敢与狂热、欺骗与无知,最后才渐渐走上了科学的正途。     

认知微生物:从对手到伙伴

正微生物是地球上生物多样性最为丰富的生物,包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体。它们是这个星球最早的居民,根据存在环境的不同分为土壤微生物、空间微生物、空气微生物、肠道微生物、海洋微生物等。它们个体微小,但在维持生物圈和为人类提供众多未开发的资源方面发挥着重要的作用。     

太空作物:从梦想到现实

在南太平洋海底俄罗斯“和平号”轨道站的残骸中 ,有一个保加利亚建造的微型温室———太空小麦首次在那里培育成功。温室计划负责人塔尼亚·伊万诺娃认为 :“我们在历史上树起了一个里程碑 ,第一次证实了一种有机物在失重情况下可按正常生命周期发育生长。”伊万诺娃说 ,这 50 8颗第一批太空小麦种子于1999年初收获于“和平号”轨道站。这些麦种再次播种 ,并在当年收获了第二茬 ,产量是第一茬的 2倍。然而 ,设在加州的美国航空航天局艾姆斯研究中心的生态学家杰伊·斯基尔斯说 ,由于太空没有引力 ,这对作物的生根造成了影响 ,不同的光照条…     

蒙特卡罗:从赌城到原子能科学

<正>蒙特卡罗(Monte Carlo)是世界著名的赌城,是摩纳哥的标志。起初,蒙特卡罗方法即赌博方法,后来发展成今天非常强大的数学计算方法,可以求解复杂的科学问题。蒙特卡罗方法系统性的研究开始于1944年前后。当时由于研制原子弹,需要研究中子在裂变物质中的运动规律,提出了一些不易用常规数学方法求解的问题。冯·诺依曼、乌拉姆和费米等科学家发展了这个用于直接模拟的蒙特卡罗方法,解决了这些当时不易解决的难题。如今蒙特卡罗方法在原子能科学技术中有着重要的应用。     

王大珩:从光学家到战略科学家

身为“两院”院士的王大珩,堪称中国现代光学及光学工程的主要学术奠基人、开拓者和组织领导者。他的卓越工作,极大地推动了中国光学研究及光学仪器制造,特别是国防光学工程事业的发展,促成了中国光学研究事业从无到有、从弱到强的历史性跨越。晚年的王大珩,更以推动制定高科技“863计划”的参与者、国产大飞机项目的倡导者身份而为人们所熟悉和敬仰。他还是23位“两弹一星功勋奖章”获得者之一。他的一生,见证了中国科学事业从探索、起步到走上高速发展道路的艰难而又辉煌的历程。     

从超银河天体群到银河的形成

银河的三种类型我们知道,银河是由数千亿颗星体组成的天体群,宇宙中有数千亿个银河。在以前的书本上有人把银河系称作为岛宇宙式小宇宙。这里统一称为银河。就银河而言,特别是我们太阳系所属的银河,有的称之为银河系,有的称之为我们的银河,以示区别于其他银河。     

用意念做事:从幻想到真实

你相信思想的力量吗?如果说白日飞升、搬运功等对您来说显得太离谱,气功治病又难以琢磨,那么,基于科学理论的生物反馈大概会使您的思想向前迈上一步,别忘了我们人类其实一直只在使用自己大脑的很小一部分!     

预后控制外科:从理论到实践

当前以互联网、大数据和人工智能为代表的信息技术的应用将外科实践提升到了智能化的新高度,以干预者经验为主导的传统医学和过度倚重干预手段的循证医学受到了新的冲击和挑战.为了更好地适应医学科技的飞速发展和医疗需求的不断提高,根据长期的肝胆胰外科临床实践,本文提出了预后控制外科理论.该理论以患者最优预后为根本目标,通过择优干预者、干预手段、干预时机的最佳组合来预控疾病风险.随着人工智能技术的逐渐兴起,本文提出了智能外科的概念,预控外科在其基础上,提倡应用医学影像识别与预测、三维重建与手术规划、术中导航和机器人手术系统为代表的人工智能等信息技术方法,促进外科诊疗的快速、均衡发展.在预控外科理论和方法的指导下,本研究团队创立了微创解剖性肝切除技术、个体化胰腺手术入路体系、模式化肝切除方法、单针全层胰肠吻合技术和胰腺端端吻合技术,提倡胰腺癌整块切除,并归纳总结出了外科四大核心策略:控血、入路、切除、重建,以最小损伤实现患者的最大获益.     

从草图到杰作:化学元素周期表演化史

<正>150年前,门捷列夫发现了化学元素之间的关系。每一个科学领域都有其钟爱的周年纪念。对物理学来说,是1687年牛顿的《原理》一书出版的日子,该书介绍了牛顿运动定律和引力定律;在生物学领域,是达尔文的《物种起源》(1859年)以及他的诞辰(1809年);天文学爱好者则纪念1543年,哥白尼正是那个时候认识到太阳是太阳系的中心。