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6月 | PNAS 论文热点研究速览

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用非生物因素预测死亡率

一项研究识别出了可以预测人类死亡率的非生物因素。许多生物的和非生物的因素影响人类死亡率风险。为了查明具有显著的公共卫生和政策意义的非生物因素,Eli Puterman、David Rehkopf及其同事研究了与6个领域有关的57个因素,这6领域分别是:童年期的不良社会经济和心理社会经历,成年期的不良经历,健康行为、心理特征、社会联系以及社会经济条件。这组作者研究了年龄在52岁到104岁的13611人的调查数据。这些数据是在1992年到2008年之间由美国健康与退休研究汇编的,并且包括了6年时间的随访从而确定死亡率。在这全部六个领域都有死亡率的预测因素,但是最强的预测因素包括吸烟、酗酒、缺乏身体活动、财务困难、失业的历史,生活满意度低,以及负面的社会经历,诸如离婚和频繁被歧视。预测强度对于不同性别并没有显著差异。这些发现强调了把行为、心理和社会因素纳入到死亡率风险评估中的重要性。这组作者说,在制定健康政策和干预手段的时候需要考虑到这类因素。

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用非生物因素预测死亡率

 

西班牙铅玻璃制造的起源

一项研究审视了西班牙玻璃制造的起源。在8世纪之前,在黎凡特沿海和埃及的玻璃制造中心向地中海地区供应了利用沙和矿物苏打的混合物制成的玻璃。地中海西部原料玻璃进口的减少,导致了玻璃循环利用,并且最终在加洛林王朝的欧洲和伊斯兰世界发展出了新的玻璃制造传统。然而,中世纪西班牙玻璃制造的起源仍然不明。Nadine Schibille 及其同事使用质谱仪和同位素分析,研究了来自倭马亚王朝时期的西班牙首都科尔多瓦的Šaqunda的Rabad的玻璃碎片。年代测定为8世纪中叶到9世纪头25年之间的这些玻璃的集合包括了来自埃及和黎凡特的回收利用的泡碱型玻璃以及美索不达米亚的草木灰玻璃,这表明了玻璃制品的长距离获取。此外,几个样本含有高水平的铅,是在当地使用来自附近的矿藏制造的。这组作者说,这些发现提示,在西班牙出现了铅玻璃的制造,并且早于伊比利亚引入伊斯兰铅釉陶瓷50年以上。

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西班牙铅玻璃制造的起源

 

鱼卵通过水禽的散播

一项研究审视了鲤鱼是否能够通过鸭的消化系统散播它们的卵。鱼类在全球的水体中定居,但是仍然不清楚鱼卵如何到达了隔离的区域。为了确定鱼卵是否能在被鸟类吃下之后在肠道中存活并且通过粪传播,Orsolya Vincze 及其同事用活的鲤鱼卵喂了8只捕获的绿头鸭。这组作者获得了鲤鱼和银鲫的卵,它们在广泛的地理区域都是入侵物种。鸭已知在许多水生和陆生植物的散播中起到了一个关键作用。这8只鸭被喂了大约500粒鲤鱼卵和大约500粒银鲫卵。6只鸭在粪中排出了活鱼卵。然而,只有0.2%的摄入的鱼卵从在进食之后至多24小时的新鲜粪中完好无损地被找到。在找到的18粒卵中,12粒卵含有可成活的胚胎,各有一条鲤鱼和银鲫孵化成功。没有孵化的排出的鱼卵死于真菌感染。这些发现提示,鸟类消化道可能在鱼类的长距离散播中起到了一个重要的作用。这组作者说,此外,考虑到银鲫单性繁殖的潜力,单个银鲫卵的散播可能建立一个新的种群。

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鱼卵通过水禽的散播

 

 重新思考视觉意识

一项研究发现,复杂认知过程的神经特征能够在缺乏视觉意识的情况下出现。对脑损伤病人的研究能够提供关于视觉意识的神经基础的见解。Teresa Schubert 及其同事对名为RFS的一个人进行了行为和神经成像实验,此人患有一种称为视物变形症的感觉扭曲病症,把数字2到9感知为“意大利面”或“三角形的线”。此外,RFS没有意识到出现在与这些数字同样的空间位置的物体。RFS随机进行了涉及区分嵌入到这些数字的形状、物体、词语或者面部的两个选择任务。然而,在脑电图实验中,嵌入在数字中的面部或者目标词唤起了正常的事件相关电位响应。总之,这些结果提示了诸如面部和词汇等复杂形式的神经处理可能在没有意识到这种刺激的情况下出现。这组作者说,这些发现可能为人类视觉意识的著名理论带来意义。

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 重新思考视觉意识

 

从电子废物中开采金

科研人员报告了一种卟啉聚合物,它能够从化学消化的电子废物中捕获贵金属。使用过的电路板、屏幕和其他电子废物含有诸如金和钯等贵金属。然而,多数电子废物最终进了垃圾填埋场,这是由于缺乏提取矿物的安全而有效的方法。Yeongran Hong、J. Fraser Stoddart及其同事报告了对一种从化学消化的电子废物中捕获贵金属卟啉聚合物的合成,这提高了一种工业危险物变成贵金属的可持续来源的可能性。卟啉是具有环状结构的分子,其中心对诸如贵金属等过渡金属具有高度的结合亲和力。这组作者通过连接起卟啉环,合成了聚合物COP-180。这组作者使用标准化的测试溶液,证明了COP-180以预期的速率吸收钯,而金的吸收速率是预期的10倍。这组作者将这种效率的增加归结为还原吸附,这能让金原子以晶体的形式聚集。为了进一步测试COP-180,这组作者在一个电子废物的地方出口收集了电路板。在用一种酸溶液消化了这些电路板之后,这组作者加入了COP-180,发现了这种聚合物以94%的效率捕获了这些金。这组作者说,被价值5美元的COP-180捕获的这些金价值估计为64美元,当这种聚合物被重复利用的时候,利润率预计将会增加。

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从电子废物中开采金

 

 火山喷发对于罗马共和国的影响

一项研究发现,在公元前43年阿拉斯加发生的一次大规模火山喷发,恰逢罗马共和国的衰落以及之后罗马帝国的崛起。在尤利乌斯·恺撒于公元前44年被刺杀之后的一年是过去2500年里最冷的年份之一,出现了恶劣天气和广泛的饥荒。Joseph R. McConnell及其同事报告说,公元前43年的一次大规模火山喷发可能造成了这个恰逢罗马共和国和托勒密王朝的衰落的不寻常的大气和气候事件,它们的衰落后来导致了罗马帝国的崛起。这组作者在6个测定年份的北极冰芯中获得了对包括火山灰在内的火山落尘的高分辨率测量。这组作者发现了两次高纬度火山喷发的证据。在公元前45年出现的这第一次喷发的效应持续时间短,而且规模有限。然而,在公元前43年初的第二次喷发产生的落尘持续了2年,并且恰逢树木年轮和洞穴记录中的温度异常。对火山灰的地球化学分析识别出了阿拉斯加Okmok火山独特的颗粒。对这次喷发对于古地中海气候的效应的地球系统建模表明了明显的变冷,特别是在夏季和秋季,以及显著增加的降水。这组作者说,这样的气候条件很可能导致农作物欠收、饥荒和疾病,加剧了社会不安定,并且对于地中海区域各地的政治重整有贡献。

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火山喷发对于罗马共和国的影响

 

银喉长尾山雀如何避免乱伦

一项研究提出了银喉长尾山雀如何避免乱伦的一种机制。许多动物物种通过诸如一种性别的成员离开原生地进行繁殖的性偏倚扩散等机制,从而避免可能对健康有害的近亲繁殖。然而,有限扩散的合作物种可能遇到亲属成为可能的配偶,这带来了一种困境。Amy Leedale 及其同事研究了银喉长尾山雀(Aegithalos caudatus)这种常见亲缘导向的合作且扩散被限制的物种,当每年春天进行一夫一妻制配对的时候如何避免近亲繁殖。对17个遗传标记物和包括终生繁殖成功以及一只雌鸟的头一窝里孵化出的蛋的比例等4个适应度相关生活史性状的分析,揭示出了近亲繁殖对于这种鸟的适应度有害。遗传亲缘性分析再加上配偶选择模型,表明了这种鸟在配对的时候避免近亲。银喉长尾山雀使用习得的发音线索去偏向于帮助亲属,而这组作者发现,这种山雀的颤鸣叫声——这是类似于个体特征的一种近距离接触呼叫,很可能帮助这种鸟避免了乱伦。繁殖配对中的雄性和雌性比配对范围内的不同性别的一级亲属具有更不同的颤鸣;这种发音区别并没有延伸到二级亲属或者非亲属中。习得的发音线索的相似性可能来自于一级亲属——父母、后代和兄弟姐妹——在养育过程中的密切联系;二级亲属和非亲属通常是不在一起养育的。这组作者说,这项研究发现了银喉长尾山雀如何避免乱伦的一种可能的机制。

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银喉长尾山雀如何避免乱伦

 

角动量与月球的形成

一项研究审视了角动量对于月球的形成和轨道演化的约束。关于月球形成的假说通常涉及到导致地球旋转远远比现在更快的一次巨大碰撞。已经提出了让地球的旋转在之后减速的几种机制,这包括其中一种涉及碰撞后的地球具有高倾角的机制,倾角是在赤道面与轨道面之间的夹角。ZhenLiang Tian 和 Jack Wisdom分析了在此前尚未被充分探索的一种约束条件背景下的高倾角假说。除了在特殊条件存在的时期,地球-月球系统的总角动量的垂直于地球轨道面的分量(Lz)在地球历史上被保存下来。因此,撞击后的Lz应该是今天的数值的百分之几。这组作者证明了撞击后倾角高总是导致远远大于今天的角动量。无论潮汐参数或者用于建模这个系统的潮汐模型如何,这种情况总是发生。这些结果提示,高倾角情境与今天的地球-月球系统不兼容。这组作者说,然而,一个低倾角情境可能符合这种Lz约束条件,这提示了高速旋转的撞击后的地球如何可能减速到今天的旋转速率的一种可行的机制。

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角动量与月球的形成

 

来自Chagyrskaya洞穴的尼安德特人基因组

对一个尼安德特人的基因组的测序提示了尼安德特人以小群体的方式生存,而且提供了关于尼安德特人大脑功能的可能的见解。Svante Pääbo及其同事对在俄罗斯Chagyrskaya洞穴发现的一个尼安德特人的残骸的基因组进行了测序。这组作者从骨粉末上提取了DNA,并且以27倍的覆盖率进行了测序。根据这项分析,这组作者估计这个女性尼安德特人以及其他的西伯利亚尼安德特人很可能以少于60人的小群体生活。这组作者比较了这个DNA序列与其他尼安德特人基因组,结果发现Chagyrskaya尼安德特人与克罗地亚尼安德特人而非西伯利亚尼安德特人的亲缘关系更近,后两者此前都已经被测序,这提示了来自西方的尼安德特人的种群取代了那些在西伯利亚的尼安德特人。这组作者还发现,与在大脑其他区域表达的基因相比,在青春期的大脑纹状体中表达的基因表现出了更多的变化,改变了结果得到的氨基酸。这组作者说,后一个发现提示尼安德特人的纹状体可能在进化出了独特的功能。

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来自Chagyrskaya洞穴的尼安德特人基因组

 

土卫二的冰壳不对称性与间歇泉的形成

一项研究发现,围绕着土卫二的冰的天然形成的不对称性可能解释为何它的间歇泉聚集在其南极附近。在包裹着土星的小型冰卫星之一的土卫二的这个冰壳之下,液态水通过裂缝喷出间歇泉一样的喷流。土卫二上的所有间歇泉都聚集于这颗卫星的南极附近——这种北极和南极的热动力学不对称仍然没有得到解释。Wanying Kang 和 Glenn Flierl 注意到了当前的理论大多建立在预先存在的不对称上,诸如一次大的撞击,他们报告了一种冰壳进化的理想化模型,证明了冰壳厚度的显著半球差异可能从一个早期极小随机摄动开始,在数以百万年的时间里自然进化出来。这组作者还把这个模型应用于计算与对称冰生长分离所需的条件的具体范围。当把这些条件应用于等同于一个导热冰壳的土星和木星的冰卫星的时候,这种冰壳的厚度范围是10到30公里。这组作者说,这些发现表明了对称冰壳进化不是一个稳定平衡态,而在特定条件下,这种表面能够发展出大尺度的地貌。

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 土卫二的冰壳不对称性与间歇泉的形成

 

使用数字素养应对假新闻

科研人员使用在2018年到2019年在美国和印度对11,924 人的调查,发现了随机化地接触一种提供了如何识别假新闻的指南的数字媒体素养干预手段,导致了辨别主流新闻和假新闻的区别的能力改善;然而,这组作者说,随着时间推移这些效应消失了,这提示需要持续强化这种干预手段的课程。

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使用数字素养应对假新闻

 

微污染物的太阳能降解

科研人员报告说,部分包裹了二氧化硅的分散在水溶液中的金纳米棒,催化了一种氧化前体过二硫酸根的激活,产生了之后在太阳光辐照下降解包括双酚A、阿莫西林和全氟辛酸等各种有机微污染物的自由基,这提示了这类纳米棒可能用于低成本太阳能水净化。

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微污染物的太阳能降解

 

 

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