封面故事：蝙蝠的性感声音

When the bat sings

雄性体型较大的囊翼蝙蝠（大银线蝠）使用一首歌曲来吸引异性，并用另一首歌来保卫自己的领地。（DOI:10.1126/science.344.6190.1334）

具有混合特征的头颅阐释了人类的演化

Neandertal roots: Cranial and chronological evidence from Sima de los Huesos

研究人员分析了从一个单一的挖掘遗址找到了迄今为止最大的一批古人类物种化石，它们可为尼安德特人的起源和演化提供线索。他们在这些化石中确认了源自尼安德特人的特征以及与更为原始的人类有关的特征。这一“镶嵌模式”支持了尼安德特人演化的一个理论——该理论提示，尼安德特人是在不同的时候分别发展出其用于定性的特征的，而不是一次性地发展出了所有的定性特征。有了这些新的来自西班牙的被称作Sima de los Huesos的洞穴遗址的数据能让科学家们更好地理解古人类在中更新世的演化；在该时期内，古人类的演化路程一直是有争议的。

大约在40万年至50万年之前——当时正处于更新世的中心，古人类与生活在非洲与东亚的其它种群分开，并最终在欧亚地区定居，它们正是在这里演化出了后来被定义为尼安德特人世系的特征。在此之后过了数十万年，现代人——他们是在非洲演化的——也在欧亚地区定居。他们与尼安德特人发生杂交，但却显示出了生殖不相容的迹象。正因为如此，现代人最终取代了尼安德特人。在如此短的时期内会在尼安德特人与现代人间有如此的差异程度令科学家们吃惊。为什么尼安德特人如此快地与其它早期人类分化？尼安德特人经历了什么变化模式？为了回答这些问题，他们需要对大约40万年前——这是尼安德特人世系的早期阶段——欧洲人群有一个准确的理解。然而，要获得这一理解一直是有挑战性的，因为欧洲的化石记录是孤立且分散的，它们是由全异的时间线组成的。然而，从Sima de los Huesos遗址得到的样本有所不同——它们代表了前所未有的来自某单一物种的古人类化石的积累，并包括有17个头颅，它们中有许多非常完整。它们中有些过去被研究过， Juan-Luis Arsuaga及其同事在此研究中再一次地对其中7个头颅进行了介绍。

在研究这些完整的样本时，研究人员观察到了一种模式：这些样本的脸和牙齿具有尼安德特人的特征，但其它地方则没有该特征。至关重要的是，许多源自尼安德特人的特征都与咀嚼有关。由Arsuaga等人所做的工作帮助解释了有关尼安德特人演化的假说，特别是累积模型假说，后者提出尼安德特人是在不同时间演化出其定性特征的，而不是在某单一线性时段内完成其演化的。这项研究提示，面部变更是尼安德特人演化的第一步。研究人员说，Sima de los Huesos人群看来是某包括尼安德特人在内的早期欧洲人世系的一部分，但它比后更新世的尼安德特人更为原始。此外，同一地质时期的其它化石与该Sima化石组中的化石不同，从而提示在中更新世时在不同人群之间存在着很大的差异。一篇《观点栏目》文章提出了更多的见解。（DOI:10.1126/science.1253958）

患有AIDS的豚尾猴--一种该疾病的动物模型？

HIV-1–induced AIDS in monkeys

在经过多年的尝试之后，研究人员终于将豚尾猴感染得了一种AIDS样疾病。该进展代表了人们朝着创制某种动物模型所迈出的一大步，有了该模型就可研究活动中的该疾病了。Theodora Hatziioannou及其同事将HIV用一种猴免疫缺陷病毒或SIV的蛋白来修饰，该蛋白熟悉豚尾猴的免疫系统。他们还在他们的许多豚尾猴中耗竭了某种被称作CD8+ T细胞的抗病毒白细胞。研究人员接着将他们修饰的病毒从一个被修饰过的豚尾猴传递或转移给下一个豚尾猴，让该病毒能一路来获得适应性的突变。在第4次传递时，Hatziioannou及她的团队说，该被改变的HIV-1已经获得了克服某种通常会在猴子体内阻断该病毒的被称做束缚因子的重要宿主限制因子的能力，且它开始以进行性增高的水平进行复制。在那一刻，病毒还引起CD4+ T 细胞——这是另外一道重要的防线——数目的剧降，从而导致AIDS样综合症。然而，据研究人员披露，该病毒不会在保留了其CD8+ T细胞的豚尾猴体内进展为AIDS。总而言之，这些发现凸显了HIV在猴子中进行适应所需的特定步骤。但据Hatziioannou及她的团队披露，由于它们涉及豚尾猴体内的CD8+ T细胞的耗竭，因此这些步骤根本不可能会在自然界发生。研究人员希望，进一步研发他们的基于豚尾猴的模型最终可帮助对HIV临床治疗、预防策略及根除病毒的干预措施进行评估。（DOI:10.1126/science.1250761）

描述2种乌鸦基因组

The genomic landscape underlying phenotypic integrity in the face of gene flow in crows

尽管在欧洲的2个不同区域中它们的基因进行着频繁的交换，全黑食腐乌鸦与灰色带顶饰羽乌鸦仍然维持着非常不同的羽毛；这两种乌鸦的活动范围有所重叠。如今，一项新的研究提示，让这2个物种保持分开的基因差异局限于这两种鸟的不到1%的基因组内。食腐乌鸦及顶饰羽乌鸦常被视作代表着食腐乌鸦的2个亚种，尽管某些科学家声称它们是完全不同的物种。Jelmer Poelstra及其同事将来自欧洲的混杂（或范围重叠）区域的60个乌鸦的基因组——它们中某些为小嘴乌鸦而另外的为冠小嘴乌鸦——进行了比较并发现，只要有若干基因（不到整个基因组的0.28%）的表达差异就足以保持乌鸦物种外观上的不同。据研究人员披露，这一特别的1.95兆碱基对长的基因组块位于该禽类的第18条染色体上，该染色体含有与色素颜色、视觉感知及荷尔蒙平衡有关的基因。他们说，那些基因，连同某些其它位于类似但甚至更小的所谓“物种形成岛”上的基因在顶羽饰乌鸦中一直表达不足。该发现提示，这些乌鸦的不同基因表达模式足以驱动它们之间的物种形成，即使当物种间会发生交配时。由Peter de Knijff撰写的一篇《观点栏目》文章对该发现及其对物种形成的意义进行了更为详细的解释。（DOI:10.1126/science.1253226）

D波量子计算机--比经典硬件更快吗？

Defining and detecting quantum speedup

科学家们对一种D波装置进行了或许是迄今最全面的分析；该装置的创造者声称它是第一台商用量子计算机。科学家们说，量子计算机是一类比如今可能的速度更快的可解决极为复杂问题的机器。他们在十年中一直在尝试创制一种商用量子计算机。该D波装置只是在几年前才出现，它被认为已经实现了这一壮举，但它并不缺少对其持怀疑态度者。他们中的某些人怀疑D波已经取得了一种被称作量子加速的功效水平。他们说，随着更多的像D波装置这样的小规模量子装置的面世，可靠地确定它们是否真的利用了量子力学来取得卓越的功效将是至关重要的。现在，Troels F. Rønnow及其同事设定目标来定义及测量在某D波装置中的量子加速，并同时避免可能掩盖或冒充该现象的各种困难。Rønnow等用来自该503量子比特的D-波Two (DW2)型装置的数据来比较它与经典算法之间的效率。该团队用一种优化算法为该DW2机器及一台常规电脑设置了特定的数学问题。这两款装置都可进行该优化算法。研究人员接着分析了量子加速的证据，寻找DW2确实在性能表现上超越其常规对等物的明确迹象。他们没有在D波装置中发现这样的证据，这提示，还不能肯定地说量子退火--这是在DW2中所用的方法--展现了量子加速，至少量子退火没有对这类问题展现了量子加速。需要做进一步的研究来决定人们是否能发现一类可取得比经典硬件明显加速的问题。注：文章的作者包括那些对D波机器进行过投资的人。（DOI:10.1126/science.1252319）