你所熟知的脑区地图可能要重画了、扫描古埃及动物棺木、海藻林的价值被低估 | 一周论文新鲜读

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04.22

本周值得读

来自《自然》旗下期刊的最新发表，我们为您精选呈现。

1. 太平洋垃圾带中的沿海物种种群

2. 增强多发性骨髓瘤移植的干细胞动员

3. 贫金属恒星的行星或更适合生命存在

4. 海藻林的价值或超此前预估

5. “皮质小人”模型为何不够全面？

6. 古埃及动物棺木里装着什么？

7. 海平面上升或威胁海龟繁殖地

环境 | 在太平洋垃圾带中发现沿海物种生活和繁殖

Extent and reproduction of coastal species on plastic debris in the North Pacific Subtropical Gyre

Nature Ecology & Evolution

根据《自然-生态与演化》发表的一项研究，通常只栖息在沿海地区的海洋无脊椎动物，被发现在太平洋东北部亚热带环流的远海塑料碎片中生活和繁殖，这一区域又被称为太平洋垃圾带。

人们已经知道，海洋生物会在漂浮碎片上分散到远海，而塑料物品相比于自然漂浮物能提供更长久的表面，因为后者降解得快得多。但如今日益增加的塑料结构会在何种程度上作为不同类型海洋物种在远海上更长久的家园，尚未得到很好的描述。

在2018年11月到2019年1月间，美国史密森尼环境研究中心的Linsey Haram和同事在东北太平洋副热带环流收集了105个漂浮的塑料碎片，接受分析的碎片中70.5%发现了活沿海物种的证据。他们在碎片中识别出484种海洋无脊椎生物，其中80%是通常发现于海岸栖息地的物种。漂浮在塑料上的沿海生物如节肢动物和软体动物的数量，是正常生活于远海的远洋物种的三倍还多。他们指出，在绳索上所有生物的多样性最高，而沿海生物则在渔网上多样性最高。作者还在沿海和远海物种中都发现了有性生殖的证据，包括在水螅（水母和珊瑚的近亲）和端足类、等足目动物（两种都是甲壳类动物）中。

作者认为，这一发现表明，在可能数年迁移数千英里的塑料碎片上，源自沿海的物种能够生存和繁殖，代表了一个新的海洋生态群落类型（他们称为“新远海群落”）。还需要更多研究理解这些物种如何生存，及其生态和演化后果。

癌症 | 增强多发性骨髓瘤移植的干细胞动员

Motixafortide and G-CSF to mobilize hematopoietic stem cells for autologous transplantation in multiple myeloma: a randomized phase 3 trial

Nature Medicine

据《自然-医学》发表的一项3期临床试验报告，在80名多发性骨髓瘤（一种骨髓癌）患者的90%成员中，注射一剂一种新化合物motixafortide可以安全地动员最优数量的干细胞，以供收集和移植。这一方法或可改善多发性骨髓瘤患者的治疗结局。

收集多发性骨髓瘤患者自身的健康干细胞，储存并在高剂量化疗后重新输入，相对传统仅化疗的方式能改善总体生存率。这一方法称为自体干细胞移植（ASCT），其效果有赖于收集足够的造血干/祖细胞（HSPC）的能力，这些细胞通常来自血液。G-CSF（一种蛋白质，在骨髓中辅助生产白细胞和干细胞）是动员HSPC至血液中以供收集和储存的标准药剂，但尽管经过多日治疗，有40–50%的多发性骨髓瘤患者仍无法产生最优数量的干细胞以供自体移植。Motixafortide是趋化因子受体CXCR4的一种选择性抑制剂，过去已在1期临床试验中表明它可以在健康人的循环血液中增加HSPC的丰富度。

作为一项多中心3期研究的一部分，美国圣路易斯华盛顿大学医学院的Zachary Crees和同事在122名患有多发性骨髓瘤、正在自体干细胞移植前进行HSPC动员的患者中，比较了以下二者的安全性和效果：结合motixafortide和G-CSF，与结合安慰剂和G-CSF。结果表明，motixafortide加G-CSF是安全的，并且耐受良好，大多数治疗中出现的不良事件仅持续很短时间。一次motixafortide加G-CSF治疗，有93%的多发性骨髓瘤患者（总共80人）为自体干细胞移植动员了最优数量的HSPC，相比之下，安慰剂加G-CSF中达到这一效果的患者为26%（共42人）。此外，作者认为motixafortide加G-CSF很好地动员了更多初级HSPC，初级HSPC与自我更新和再生增强有关。

作者总结说，这些发现提出了一种新的HSPC动员方案，快速、安全且耐受良好，并有潜力极大改善收集HSPC以供干细胞移植的能力，以及其他基于HSPC的基因疗法。

天文学 | 贫金属恒星的行星或更适合生命存在

Metal-rich stars are less suitable for the evolution of life on their planets

Nature Communications

《自然-通讯》发表的一篇论文指出，位于贫金属恒星宜居带的行星可能是搜寻潜在生命的最佳地点。

高水平紫外（UV）辐射可能会破坏不同形式生命的基因组。大气氧和臭氧保护着地球生物圈免受来自太阳的有害UV水平的破坏，但不同恒星释放的UV辐射量并不相同。已知恒星UV辐射水平低会导致行星臭氧水平较低，从而提供更少的UV防护。然而，我们并不清楚恒星金属丰度——恒星中比氢氦更重的元素的丰度——对UV防护和行星宜居性的影响。

德国马克斯·普朗克太阳系研究所的Anna Shapiro和同事模拟了以不同金属丰度的恒星为宿主的假想类地行星的大气，发现贫金属恒星周围行星获得的UV防护更多，这或能影响潜在生命的生存。虽然富金属恒星释放的UV辐射比贫金属恒星要少很多，但它们关联行星的表面会暴露在更多的UV辐射中。作者认为，围绕富金属恒星的行星虽然接收的UV辐射更少，但对生命的适应性也更低。

环境 | 海藻林的价值或超此前预估

The value of ecosystem services in global marine kelp forests

Nature Communications

《自然-通讯》发表的一篇论文指出，全球海藻林预计平均每年能创造5000亿美元，这个价值主要来自它们在渔业生产和脱氮中的作用。据估计，几个主要海藻林每年还能从大气中吸收约500万吨碳。研究结果表明，这些海洋生态系统的价值平均在之前认为的3倍左右，凸显出它们减缓气候变化的潜力。

已知海藻林是具有文化和社会经济价值的重要生态系统，但量化它们的全球价值一直很难。全球许多地区的海藻林都在减少，但由于缺少它们对人类社会贡献的准确评估，对这些生态系统的管理工作也难以开展。

澳大利亚新南威尔士大学的Aaron Eger和同事评估了3大关键生态系统服务的6种主要海藻林类型的全球经济和生态价值：渔业生产（海藻生态系统能支持养殖鱼类）、营养循环和脱碳。作者发现，全球范围内，这6种海藻林的每一种每年每公顷能产生最高147100美元，累计价值达到每年5620亿美元。海藻渔业每年每公顷约产生29900美元，如果计算它们因帮助大气脱氮而在营养循环中的作用，它们每年每公顷还能再产生73800美元。据估计，这6大主要海藻林每年还能从大气中吸收约491万吨的碳，说明它们拥有作为减缓气候变化的蓝碳系统的潜力。如果对更多市场和非市场生态系统服务（如海岸保护、支持其他海洋生态系统物种以及支持旅游业）开展评估，海藻林的价值预计会进一步上升。

海藻林面临来自人类社会和气候变化的多重压力的威胁，作者认为有必要开展更多的保育和修复工作。

神经科学 | 控制运动的潜在新大脑网络

A somato-cognitive action network alternates with effector regions in motor cortex

Nature 

根据《自然》发表的一篇论文，一个控制运动的人类脑区，可能由两个十分不同的系统组成。这些发现表明一个系统支持精确运动控制，另一个协调全身运动。作者认为，这可能有助于解释身心状态如何以及为何如此频繁互动。

运动皮层是产生信号指导身体运动的脑区，一直被认为是各特定区域的“地图”，负责启动身体特定区域的运动。Wilder Penfield和同事绘制了这一区域的“地图”，他们将该区域阐释为一个所谓的“皮质小人”（homunculus，意为缩小版的完整人体），沿皮质描绘了从头到脚趾所有的身体部位。但后续研究观察到了不一致之处，对“皮质小人”模型提出了质疑。

为探索人类运动皮层的结构，美国圣路易斯华盛顿大学医学院的Evan Gordon和同事使用了各年龄的人们在休息和进行任务（如眨眼、屈膝或吞咽）时的功能性磁共振成像数据。他们发现，经典小人结构散布于皮层较薄区域，彼此之间以及与一个对活动和生理控制、唤醒、错误相关活动和疼痛十分重要的网络之间，有很强的功能连接。这些散布区域被发现不特定于某一运动，在行动规划（手脚协调）和身体轴向运动（如腹部和眉毛）中协同激活。

作者提出，运动皮质是由两个综合行为控制系统组成的。一个广为人知的系统由影响特定对象的回路组成，控制特定肢体部分如手指、脚趾和舌头的精准、单独运动（说话或操纵物体所需的那种灵巧动作）。而第二种综合的输出系统，称为躯体感觉-认知活动网络，被发现对于整合目标和生理学更为重要。

考古学 | 古埃及动物密封棺木的新发现

Neutron tomography of sealed copper alloy animal cofns from ancient Egypt

Scientific Reports

《科学报告》发表的一项研究报道了利用非侵入性成像技术对6个古埃及密封动物棺木内部的扫描结果。

动物被制成木乃伊在古埃及很常见，此前有研究指出，一些制成木乃伊的动物曾被奉为神灵的肉体化身，而其他的可能作为神灵的供品或用于仪式表演。

英国大英博物馆的Daniel O’Flynn和同事利用中子层析成像技术扫描了6个密封动物棺木的内部，而之前对这些棺木进行X射线扫描的尝试未能成功。中子层析成像技术基于放射源发射中子穿透物体的能力，对物体进行成像。所有6个棺木都由铜化合物制作。作者指出，这类棺木的密封很少见。其中3个棺木顶部有蜥蜴、鳗鱼的形象和圆环，可追溯至公元前500至300年，发现于瑙克拉提斯古城。第4个棺木顶部有蜥蜴形象，可追溯至公元前664至332年，发现于Tell el-Yehudiyeh古城。另外2个棺木顶部有半鳗鱼半眼镜蛇加人头的形象，可追溯至公元前650至250年，来源地未知。

作者发现3个棺木里有骨骼，包括一个完整头骨，其尺寸与包含北非地方性物种在内的一类壁虎的头骨尺寸相近，另外2个棺木内发现了断裂骨骼的证据。他们还在3个棺木里发现了可能用亚麻制成的织物碎片，亚麻在古埃及木乃伊制作中很常用。他们推断，这些动物在被放进棺材前可能曾用亚麻包裹。作者在3个不带圆环的棺木中发现了铅，他们认为铅可能曾被用来平衡其中2个棺木的重量并用于修补在另一个棺木中的洞。他们推测，之所以选用铅可能是因为铅在古埃及被视作一种神奇的材料，因为此前研究提出铅曾被用于爱情的魔法和咒语中。作者在顶部有圆环的3个棺木中没有发现另外的铅。他们认为这些圆环可能曾用来将这些较轻的棺材悬挂在神殿或寺庙的墙壁上，或是在宗教游行时挂在神像或船只上，而没有圆环的含铅且较重的棺木可能曾用于其他目的。

研究结果为古埃及动物棺材的制作和使用提供了更多信息。

保育 | 海平面上升或威胁海龟繁殖地

Uncertain future for global sea turtle populations in face of sea level rise

Scientific Reports

《科学报告》发表的一项研究指出，海平面上升或使澳大利亚、多米尼加共和国、哥斯达黎加以及美国的海龟繁殖地遭水淹。研究结果显示，洪水或导致海龟筑巢点丧失，而棱皮龟的巢尤其危险。

西班牙加迪斯大学的Marga Rivas和同事评估了 2010年至2100年7个繁殖区的2835个海龟筑巢点在中度和高度温室气体排放情景（即政府间气候变化委员会（IPCC）代表性浓度路径（RCP）4.5和8.5）下被淹的可能性。这些繁殖区分别位于Mondonguillo海滩（哥斯达黎加）、瓜纳阿卡维韦斯半岛（古巴）、绍纳岛（多米尼加共和国）、厄瓜多尔海岸、雷恩岛（澳大利亚）、圣乔治岛（美国佛罗里达州）和圣尤斯特歇斯岛（荷属加勒比地区）。使用这些繁殖地的海龟有5种——棱皮龟、大西洋蠵龟、玳瑁龟、太平洋丽龟、绿海龟。

作者发现，在中度排放情景（RCP 4.5）下，平坦海滩上的繁殖地最容易被淹，雷恩岛和绍纳岛上100%的巢——位于平坦海滩低海拔区的繁殖地内——预计到2050年都有被淹的风险。在相同的排放情景下，作者估计圣乔治岛和Mondonguillo海滩上100%的筑巢点也可能被淹。在多个海龟物种使用的繁殖地，由于不同物种对筑巢点的偏好，作者估计棱皮龟的巢尤其容易被淹。棱皮龟倾向于在靠近高潮线的开放区域筑巢，而玳瑁龟和绿海龟喜欢在靠近沙丘和陡峭悬崖的高海拔区筑巢。在圣尤斯特歇斯岛，作者估计在中度排放情景下，到2050年平均有50%的棱皮龟、18%的玳瑁龟、13%的绿海龟筑巢点面临被淹的威胁。

作者推断，由于雌海龟会回到它们孵化的海滩筑巢，海平面上升或使很多海龟在被淹的海滩上筑巢，而这可能会对海龟孵化数量产生不利影响。他们指出，这对海龟种群的长期影响目前未知，仍需开展进一步研究揭示海龟对筑巢地被淹的适应能力。作者认为，他们的研究结果凸显出有必要采取策略缓解海平面上升的影响，并增强海龟的适应力，如在筑巢海滩上再埋沙的能力，巢穴迁移和使用海龟孵化场。