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5月 | PNAS 论文热点研究速览

热带气旋强度的趋势

一项研究提示,在过去的40年时间里,热带气旋(TC)的强度一直在增加。理论和模型提示,热带气旋(TC)强度倾向于随着全球平均地表温度的增加而增加。然而,这样的趋势在观测中难以探测到,这是由于仪器记录的空间和时间的非均质性。为了增加从观测数据中提取出的趋势的可信度,James Kossin 及其同事把一个现有的全球均质卫星影像记录延伸到了包含1979-2017年的时期。这份记录此前覆盖了1982-2009年,并且表现出了全球热带气旋(TC)强度增加的趋势,但是这个趋势并不具有统计显著性。这组作者发现,在这份39年的记录的前半段和后半段之间,至少100节风速的飓风大约增加了15%。这一发现对应着大约每10年8%的具有统计显著性的增加率。全部飓风中的风速超过100节的飓风比例的一个时间序列表现出了每10年增加大约6%的类似趋势。这组作者说,这些结果符合物理理论和数值模拟的预测,并且增加了热带气旋(TC)强度在全球变暖条件下已经变得更强的看法的可信度。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/potn-tit051320.php

 


飞行昆虫如何导航

一项研究发现,飞行昆虫整合多种类型的感官线索从而在一个复杂的3D地形中定位并导航至虚拟物体。飞行昆虫因为其在探索一个复杂3D世界的同时迅速定位诸如食物和配偶等物体的能力而引人注目。然而,尚不清楚昆虫如何在飞行中完成这种计算密集型技艺,特别是在大的空间尺度上。Pavan Kumar Kaushik、Marian Renz和 Shannon Olsson 使用虚拟现实研究了系绳的飞行昆虫的行为,这包括苹果蝇、蚊子、食蚜蝇和大蚊。这个虚拟现实舞台包括了有草、天空、树木和花的复杂3D视觉场景,以及气味和类似于风通道的气流场。全部这4种双翅目物种定位并接近了花或者树,这是现实世界中交配、觅食或产卵的优选地点。此外,苹果蝇更可能接近近处而非远处的树,这提示这些蝇使用诸如透视和运动视差等深度线索确定虚拟物体的距离。此外,苹果蝇把有方向的气流与气味信息结合起来,定位并朝着虚拟的水果混合味羽流运动。总之,这些发现表明了飞行昆虫整合多种类型的感官线索从而在一个复杂的3D地形中定位并导航至虚拟物体。这组作者说,这些发现可能用于优化害虫控制、农作物授粉和疾病病媒管理的策略。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/potn-hfi051320.php

 


人类龋齿的空间地图

科研人员发现了与人类龋齿有关的细菌群落的空间组织。变形链球菌(Streptococcus  mutans)被认为是人类龋齿中的制造酸和珐琅质溶解的关键贡献者。这种细菌的分布似乎局限于龋坏位置,但是变形链球菌和其他口腔细菌在该病中的空间分布尚不清楚。Marvin Whiteley、Hyun (Michel) Koo及其同事对来自36到72个月龄的受龋齿影响的幼童的30颗牙的完整的生物膜菌群进行了成像。这组作者识别出了在一个冠状结构中的不同细菌的同心层的圆形组织。病原体变形链球菌位于这个结构的中心,其他链球菌以及其他细菌的层围绕着这个核心。被变形链球菌产生的一种细胞外支架促进的这些层防护了这种细菌受抗菌剂影响,并且增加了酸耐受。这种结构在这个生物膜-牙齿界面上制造出了一种酸性微环境,这导致了珐琅质溶解和龋齿的出现。这组作者说,研究来自人类的样本的微米尺度的结构和微生物群落的空间组织是理解人类龋齿的毒力和宿主-病原体相互作用的关键。

 

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/potn-smo051320.php

 


 新元古宙磷循环的变化

一项研究发现,埃迪卡拉纪时期的海洋磷循环的变化可能对生物多样性和复杂性的发展有贡献。到元古宙末期富含磷的磷灰石的沉积大量增加,这伴随着食物和氧化剂的可利用度增加、宏观动物的出现以及真核浮游植物的重大种群。Thomas Laakso、Andrew H. Knoll及其同事计算了到元古宙末期以及显生宙早期沉积的磷沉积岩的数量。这组作者报告说,磷灰石沉积的增加并没有伴随着全部沉积岩的磷含量中位数的改变。这后一部分发现提示,这种增加很可能是由于来自海洋的可靠的营养物质上涌的建立所导致的,而不是由陆地侵蚀的改变导致的。这组作者说,进一步的自我维持的生物地球化学变化很可能导致了埃迪卡拉纪时期有利于大型动物出现的条件。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/potn-cit051320.php

 


说话产生的液滴与新冠病毒传播

科研人员报告说,说话产生的空气传播的液滴可能是新冠病毒的一个可能的重大传播模式。近来的实验已经表明了说话会在每秒产生数以千计的口腔液体液滴。这种液滴可能含有诸如新冠病毒等呼吸道病原体。Philip Anfinrud、 Adriaan Bax及其同事使用激光散射研究了能够在离开嘴之后在空气中逗留数分钟的小尺度液滴,人们已经把这种液滴与疾病的空气传播联系在了一起。根据液滴从视场中消失的速率,这组作者估计了直径大约4微米的一个颗粒对应的平均末速度。说话产生的液滴一旦变为空气传播的时候,它们因为水的蒸发而迅速缩小到估计为原始尺寸的20-34%,因此这种观测到的4微米的颗粒可能最初被释放出来的时候是12到21微米的液滴。说话每秒产生大约2600个这样的液滴,这相当于估计约2.4到12纳升的空气传播的口腔液体。考虑到此前报告说每毫升口腔液体含有大约700万个新冠病毒的拷贝,这组作者报告说,1分钟大声说话可能产生含有超过1000个病毒的液滴,这可能会在8分钟或更长的时间里空气传播。这组作者说,这些结果提示,在封闭环境里的正常说话可能带来病毒传播的显著风险。

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https://www.pnas.org/content/117/22/11875

 


 生命与智慧产生的可能性

对地球上的生命出现和发展的时序的一项贝叶斯统计分析提示,如果重复地球的历史,与生命实际出现的时间相比,在重复的历史中生命将很可能出现得类似地早,这组作者说,但是形成对比的是,智慧的出现可能是一个足够罕见的事件,不能确保重复发生。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/potn-lol051320.php

 


重建海洋一氧化二氮排放

科研人员使用对海洋一氧化二氮(N2O)的超过158,000 次观测,训练了一个有监督学习算法,用于重建全球来自海洋的一氧化二氮(N2O)排放,与此前的估计相比,显著减少了不确定性;这项研究还覆盖了一个由热带和沿海上涌区域支配的充满活力的季节循环,这提示了一氧化二氮(N2O)循环对于天然气候变化性和人类活动导致的气候变化的敏感性。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/potn-ron051320.php

 


碳循环的三叠纪火成效应

一项研究对围绕三叠纪末期灭绝事件时期的碳循环进行了建模,这组作者说,结果发现恰逢这次灭绝的轻同位素碳的时期可能是由于与在如今的巴西的大西洋中部岩浆区的火成岩床接触的岩石的变质作用释放出的碳导致的。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/potn-tie051320.php

 


冷水生物多样性的持续性

科研人员报告说,尽管全世界的冰川流失通过让特化的融水群落的流失从而让山地生态系统的生物多样性面临威胁,1850年到2015年的美国冰川国家公园的生物数据和冰川退缩数据提示,一个特化的冷水无脊椎动物群落在这个时期持续存在,即便在150年前已经失去冰川的地区也是如此;这组作者说,这些结果提示,高海拔溪流和雪供应的水源可能充当了山地生物多样性的一个庇护所。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/potn-poc051320.php

 


对澳大利亚野火的空间分析

科研人员报告说,针对近来和过去在澳大利亚维多利亚州发生的火的生态系统类型、土地使用和保护价值的叠加数据提示,这组作者说,气候、土地使用和资源管理背景下的政策改革,应当瞄准减少大型火灾,改变木材生产模式,保护未失火地区,恢复遭重复破坏的生态系统,以及扩展保护区域。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/potn-sao051320.php

 


专家判断和决策自主

在对参与6项实验的3800多人的一项研究中,科研人员发现,诸如向病人提供疗程建议的医生等专家顾问,在困难决策上为被顾问者提供完全的自主权的时候,被认为比提供家长作风式的建议的顾问的能力差,得到的工资可能更低;这些发现为理解医学决定的自主权的收益带来了意义。

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https://www.pnas.org/content/117/21/11368

 

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