晶体是内部的原子或分子在三维空间呈周期性重复排列的固体，研究人员巧妙地将纳米粒子作为“原子”，DNA作为“化学键”，通过控制纳米粒子的大小、形状、类型及其在既定晶格中的位置，改变DNA的长度，经过混合和加热，组装的粒子从无序状态转变为一种有序状态，能制造出全新的晶体材料，而这种方式在理论上几乎可以产生无限可能的晶体新材料，此项研究发表在2011年10月14日出版的《科学》（Science)杂志上。
“我们能控制结晶的模式，这比自然的结晶方式更加有力。”领导该项研究的西北大学国际纳米技术研究院教授乍得·米尔金对此项研究充满自信，“我们正在编制一张新的晶体种类周期表，通过软件挑选粒子和DNA，按照需要制造出几乎任意结构的晶体材料。”
“新的晶体周期表”的作用是否能紧随著名的“元素周期表”，还需要科学家更多的深入研究，但毋庸置疑，在开发新材料方面，此方法提供了一种预测和控制材料物理性质的理想手段。
而美国国防部高级研究计划局的曼纽尔·帕拉西奥斯和戴维·华特在“新材料”上也是创新意识十足，他们开发出了一种有“生命”的密码：细菌密码，即利用细菌菌株来传递机密信息。
这个看起来匪夷所思的发明过程却非常简单：首先培育出7种不同的大肠杆菌菌株，让其在不同颜色的紫外线下生长，按其颜色设计出简单的编码方案：7种颜色有49种组合，来给26个字母和23个符号编码；而细菌会在琼脂平板上长成不同的颜色，即可代表不同的字母和符号，当细菌压印进硝化纤维物内，着色属性会消失，而当其按压在另一块琼脂板上时，细菌会重新长出颜色，以此显示出被编码的信息，还可设置细菌的特定死亡时间，以增加保密性。除了用于传统的谍报活动外，这项技术更有趣的是，还可以让企业给农作物或其他有生命的物体进行“身份编码”，而这种编码方式也许会在未来开拓出更广泛的使用方式。
2011年10月31日，是“人口时钟”指向70亿的“标志日”，全球人口已达到地球资源的极限，给世界自然资源和生态环境带来了巨大的压力，人类正在共同应对考验。为保障人类社会未来健康持续发展，此时此刻，科学的创造精神和创新思维正在呼之欲出。
9 守护地球生物的责任
一项来自环境组织的报告使人心情沉重：世界自然基金会公布了2009全球十大濒临绝种动物名单，野生老虎赫然列于名单之首。由于偷猎和自然栖息地遭到破坏，全球老虎数目在过去一个世纪以来大减95%，目前全球仅余约3200只老虎。而中国的野生虎仅剩50只，并面临着灭绝的危险。
中国古老而独特的十二生肖属相，是人类与动物密切相连的生命符号的最早解读，它将人与自然原始而朴素的情结以生命符号的形式予以表达，并给予动物人性的尊重和友善。但是，这一极富人文情怀的人与动物之间关系的哲学，却仍然无法阻挡人类向自然贪婪攫取资源的步伐。立于生存悬崖边缘的百兽之王，再一次呼唤着世人对拯救濒危动物的关注。
虽然从20世纪70年代开始环境保护的热潮已经兴起，但人类活动对生物多样性的破坏至今仍在持续。世界自然保护联盟2009年更新的濒临物种“红名单”显示，1000多种淡水鱼种群和2000多种两栖类濒临灭绝，约占该组织所监测的此两类物种总数的1/3。被列入这份濒危物种名单上的还有大熊猫和北极熊，而大猩猩的野外数量也只剩下720只。问题的严重性在于，这些还只是生物多样性减少问题的冰山一角。
地球上的生物不可能单独生存。“生物多样性就是生命，生物多样性也是我们的生命”，2010年1月11日，联合国“国际生物多样性年”活动以此为主题在德国正式启动。联合国秘书长潘基文发表致词，敦促地球上每一个国家的每一位公民加入保护地球生物的全球联盟。1月26日，启动仪式的接力棒传到了中国北京。环境保护部部长周生贤表示，中国生物多样性减少的趋势短时间内难以扭转，状况不容乐观，中国生物多样性保护仍面临巨大压力和严峻挑战。
人类活动导致动物灭绝是人与动物关系史上触目惊心的篇章。在2010年1月22日出版的Science杂志上，澳大利亚伍伦贡大学的Richard Roberts教授和阿德莱德大学的Barry Brook教授指出，对巨型动物化石的骨骼和牙齿最新测定年代方法分析表明，澳洲4万年前巨型动物的灭绝并非由气候因素造成，而是早期人类居住在澳洲之后，大肆捕杀并严重破坏影响了它们的栖息环境所导致。这些远古灭绝巨型动物包括：大型有袋哺乳动物、大型爬行不能飞行的鸟类。早期人类和这些巨型动物仅共存了很短的一段时间，可见，即使狩猎工具极其简陋的早期人类，其活动对自然环境的破坏能力也是惊人的，更何况高科技装备的现代人类。地球上的生物是相互联系、共同生活的，要维持一个良好的生态系统，就要保护生态多样性，其重要程度绝不亚于保护气候。此时此刻，人类必须做出巨大改变，以地球生物守护者的姿态，重新审视、调整自身的行为。
为此，中国科学家已做出自己的努力。深圳华大基因研究院联合中国科学院与中国大熊猫研究中心的合作研究成果“大熊猫基因组”，于2010年1月21日以封面故事发表在英国Nature杂志上。该项研究是全球第一个完全使用新一代合成法测序技术完成的基因组序列图，令人略感欣慰的是，尽管大熊猫种群的数量据估计仅为2500只，测序研究表明大熊猫基因组仍然具备很高的杂合率，如果仅从个体的遗传多态性而言，还不会濒于灭绝。该研究成果在基因组学的层面上为大熊猫这种濒危物种的保护、疾病的监控及其人工繁殖提供了科学依据，并为保护中国其他一级保护动物提供了特定范例。
多样的物种构成的生态系统不仅是人类生活的依靠，也使人类生活的地球更加生机盎然。近日，中国、英国和爱尔兰3国的科学家在中国热河生物群的鸟类和带毛恐龙化石中发现了两种黑色素体——它们均在现生鸟类的羽毛中存在。中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员张福成认为，这不仅为鸟类起源于恐龙的假说提供了新证据，更首次证明生活在1.25亿年前的一些古鸟类和带毛的恐龙的身体已经具有以灰、褐、黄及红为主要色彩的基础。假设这些色彩可能产生不同比例的组合，那么1.25亿年前的鸟类和恐龙也许也同今天的鸟类一样五颜六色。
美丽的颜色来自光的反射。英国布里斯托尔大学的Mark Dennis教授利用一个电脑控制的全息图和理论物理学，居然成功给光打上了“结”，将光束变成了卷饼状。这种扭曲的工艺不仅导致一些非常美丽的图案的产生，而且对未来的激光装置研制也会产生重大影响。
而美国东北大学Ruiniwasi Sridhar教授领导的研究团队则在“如何留住美丽的颜色”上卓有建树。他们通过对数百万条直径仅为20纳米的纳米线进行精确的调整和布置，开发出目前为止所能实现的最好的超级高分辨率纳米镜头，可描绘出纳米尺寸物体的高分辨率清晰图像，在高解析光学成像领域取得重大进展。
地球是所有生物的家，因万物共同成长而繁荣富饶，奇特壮丽。人类检点并约束自己的行为，切实履行起为地球上所有生物守护家园的责任，需要我们每个人从自身做起，从点滴做起。能否交上一份合格的答卷，事关人类和所有生物未来命运的走向。
10 870万种生命居住的星球
地球上居住着种类繁多的生命，分类学家在长达数千年的时间中孜孜不倦对它们进行着分门别类，但是，我们仍然无法回答这样一个问题：“地球上到底有多少种物种？”虽然我们知道肯定有一个确切的数字，但能准确无误地计算它的方法一直却没有找到，这堪称是地球上最大的“看得到、却摸不清”的秘密了。
不过最近，情况似乎开始乐观起来。2011年8月，根据科学家对全球物种的最新推断，地球上一共存在大约870万个物种，虽然它的正负误差为130万，但已达到了迄今为止最准确的估算精度。
在此之前，对地球物种总数的最好估计是建立在有根据的猜测和专家意见上的——大约300万到1亿之间——但这个数字的差异是如此之大，又没有办法去验证，人们对它的怀疑显而易见。此次公布的数字，由美国夏威夷大学Camilo Mora博士领导的海洋生物普查小组基于一种新的经过验证的分析技术得到，不仅显著地缩小了此前估计的范围。其可信度也大为提高，英国皇家学会前任会长Robert May就称赞它是“极其富有想象力的新方法”。
Mora使用的方法确实既巧妙又科学，其诀窍在于量化分析物种以及它们所属的更大一级分类之间的关系（在分类系统中，生物群体形成了金字塔式的层次，级别从下到上分别是种、属、科、目、纲、门、界和域），以此推断一个门类下有多少物种，也就是说，“通过上一级种群数量，能够推断出下一级物种数量”。这种模式非常有效，一下就把估计的物种总数量细化到了870万，而且更重要的是，这一方法得到了实验的验证：用它来推断出几个已被人类充分研究的门类——比如哺乳动物、鱼类和鸟类，发现估计的数字和确定已知的数字惊人的一致。
在这870万种物种中（这一数字并不包括细菌和其他微生物的种类），其中650万种在陆地上，220万种生活在海洋深处，目前已被正式确定的物种大约只有120万，仅不到15%。发现、描述地球生物并对其进行分类的分类学，被称为“了解地球生命的基石”的科学，Mora无疑为这门学科的发展又奠定了一块坚实的基石。而继续了解人类目前正与哪些生命一起共同分享地球，将对预测地球未来的发展弥足珍贵。
中国地质科学院地质研究所季强博士也为地球生物的发现史添上了浓墨重彩的一笔。在辽宁省建昌县，他发现了最古老真兽类哺乳动物化石——中华侏罗兽，地质年代距今1.6亿年，是目前已知最古老的胎盘真兽类哺乳动物化石记录。据悉，目前地球上的哺乳动物超过90%为有胎盘类，包括人类在内的灵长类动物，因此中华侏罗兽可谓是人类已知最原始的“老祖宗”。这个估计体重约13克的食虫类哺乳动物，为哺乳动物演化历史建立了一个新的里程碑，并将将以前的白垩纪记录提前了3500万年。
在科学家尽可能准确计算地球生命物种数量和种类演化的同时，有关地球生命的起源也有了重大发现。英国《自然》杂志网站2011年8月21日刊登研究报告，科学家在澳大利亚西部发现了34亿年前的微生物化石，这有可能是地球上最古老的生命形式，整个生物学界立刻兴奋起来。
34亿年前的地球是什么样呢？这块化石“告诉”我们，当时的海水热到40~50℃；陆地刚刚形成，遍布各处的火山喷发出大量的气体和熔岩；月球距离地球更近，没有植物或藻类，没有光合作用，大气中也没有氧气，这些古老的微生物的生命非常简单，只有单个细胞和小链，尺寸在0.01~0.02毫米之间，与现代微生物极为类似，并以富含硫和铁的黄铁矿为食。参与研究的英国牛津大学教授Martin Brasier解释说，此项研究不但有助于科学家对地球生命的最早状况作出了详尽和真实的描述，更有意义的发现是，这些微生物证实，在没有氧气或氧气含量低的其他行星上也可能存在类似生命的形式，为寻找外星生命提供新的依据。
找到地外生命——这是人类近一个世纪以来最渴望实现的梦想之一。不过，人类的创造力是无限的，有些人甚至会将梦想也向前推进一步——例如，Craig Vente，这位世界首例“人造生命”的始作俑者日前就对公众表示，他将在火星上制造出生命！
有了之前“人造生命”的铺垫，Vente的实验显得底气十足：他们正设法合成一种细胞体，它能以吸收空气中的二氧化碳来合成自身所需的食物，甚至燃料，塑料和其他人类所需的产品。这一先进技术的应用不仅仅局限于地球，对于火星这样一个大气稀薄，且主要以二氧化碳为主的世界，显然可以帮助我们更好、更快地完成对火星的“地球化”改造，从而最终实现人类的“火星移民”。
在这位特立独行的基因学家的主持下，这种基于二氧化碳生存的人造生命体的培育工作已经在行进当中。看来，用“人造生命”体来帮助人类完成一些原本看似不可能的任务已经并非是天方夜谭了。
科学家正在用各种途径，来充分回答一个最基本的问题：“地球上生活着什么？”它不仅能揭示我们最初从何而来，更能回答我们所在的蓝色星球是否承载生命的唯一载体。而在这一描绘“生命之树”的过程中，撰写新物种的“生命软件”也在渐行渐近，使人类影响自然的力量越来越大。不过，正如美国影片《超人》中所告诫的那样，“能力越大，责任越大”，在强大的能力面前，人类如何才能同时承担起这份沉甸甸的责任呢？
