互动有礼:最小龙王鲸、EB病毒候选疫苗、海洋如何“消化”塑料垃圾?全方位保护自然 | 一周论文新鲜读
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08.14
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. 流入海洋的塑料垃圾没想象中多,但它们可能需要更长时间才能消失
2. EB病毒的候选疫苗
3. 综合陆地和海洋保护支撑珊瑚礁度过变暖
4. 为了可持续的未来需全方位重视自然的价值
5. 刚看过最重龙王鲸,又迎来最小龙王鲸
环境 | 对进入海洋的塑料污染估计过高,但其存续时长可能超过预期
Global mass of buoyant marine plastics dominated by large long-lived debris
Nature Geoscience
根据《自然-地球科学》发表的一项模型研究,2020年全球初始海洋漂浮塑料总量中,95%由大于2.5厘米的塑料碎片组成,其存续时间可能比此前预计的更久。这些发现基于过去几十年(1980-2020)的观察数据与一个海洋3D建模的结合。
过去人们估计,全球海洋表面约有2.5亿公斤(250千吨)的塑料污染物,但预计每年进入海洋的塑料污染量远大于这个数字。人们认为造成这一差异的原因可能是高估了从陆地和河流输入的塑料数量、未知过程去除了海洋表面大部分此类塑料,或发生了破碎和降解。
为探究这一差异的原因,德国于利希研究中心的Mikael Kaandorp和同事将全球塑料污染观察数据纳入一个数值模型,该模型追踪塑料颗粒在海洋中如何迁移和转变。作者估计,2020年海洋中存在3200千吨漂浮塑料。在2020年进入海洋的470-540千吨塑料中,大约一半直接来自渔业活动,其余来自海岸和河流。他们提到,95%的漂浮塑料大于2.5厘米,微塑料只占很小的比例。作者表明,与过去的估计相比,塑料总量更高但输入量更低,说明没有遗漏掉某些去除海洋塑料的过程;相反,他们认为,是这类塑料的寿命或者说存续时间很长,只有10%的塑料可能在2年内降解或沉没。
作者估计,输入到海洋的漂浮塑料正在以每年4%的速度增加,凸显出有必要采取紧急行动减少海洋塑料污染。
估计海洋塑料通量和总量的示意图。来源:Kaandorp et al.
DOI: 10.1038/s41561-023-01216-0
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免疫学 | EB病毒的候选疫苗
Lymph node targeted multi-epitope subunit vaccine promotes effective immunity to EBV in HLA-expressing mice
Nature Communications
EB病毒(Epstein Barr Virus,EBV)是一种与多发性硬化和特定癌症有关的病原体,《自然-通讯》发表的一项研究显示,一种新的EBV候选疫苗在小鼠体内展现出潜力。目前,这种广泛传播的病毒尚无疫苗获批,全球亟需开发出新的EBV疫苗。
EBV是疱疹病毒家族成员,能通过唾液传播,已知感染过全球至少95%的成年人群体。原发感染会导致腺热,但和其他病毒不同,EBV在原发感染后不会被免疫系统清除,而会终身携带。EBV感染还是多发性硬化、霍奇金淋巴瘤和部分喉癌、鼻癌的一个风险因素。除此之外,之前在人体和动物模型中接受评估的EBV候选疫苗表现不佳,当前并无疫苗显示出效果,也没有疫苗获批。
澳大利亚伯格霍费尔医学研究所的Rajiv Khanna和同事设计了一种靶向淋巴结的疫苗,并用一个小鼠模型测试其效力。他们发现,接种该疫苗能产生强效的EBV特异性抗体和T细胞,而且在接种疫苗后能在这个小鼠模型中维持至少7个月。非常重要的是,作者还证明了该疫苗能在一个淋巴瘤小鼠模型中调动免疫,从而控制EBV相关肿瘤的扩散并控制肿瘤生长。
今后仍需开展进一步研究确定该疫苗在原发感染下的效果,这里的结果会如何转化到人群,以及疫苗诱导免疫的长期稳定性。
针对EBV的靶向淋巴结疫苗的设计。来源:Dasari et al.
DOI: 10.1038/s41467-023-39770-1
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环境 | 综合陆地和海洋保护支撑珊瑚礁度过变暖
Coral reefs benefit from reduced land–sea impacts under ocean warming
Nature
根据《自然》发表的一篇论文,同时在陆地和海洋减少人类影响,在夏威夷一次前所未有的海洋热浪中降低了珊瑚礁损失,并在热浪后支持了珊瑚礁的存续。这些发现展示了综合管理策略保护珊瑚礁的潜力。
珊瑚礁生态系统频繁受到人类在陆地上和海洋中活动的影响;陆地上的干扰包括废水污染,海洋中则包括过度捕捞。珊瑚受海洋长时间高温的影响特别大,即所谓海洋热浪,它会导致珊瑚白化和死亡。
美国国家海洋与大气管理局(NOAA)的Jamison Gove、英国班戈大学的Gareth Williams和同事评估了2003-2019年间夏威夷附近对珊瑚礁造成改变的人类、环境两个层面的海洋和陆地影响。这段时期涵盖了2015年发生的夏威夷岛屿有记录以来最严重的海洋热浪,当时海洋温度比正常时高了2.2°C。受分析的人类影响包括城市径流、废水污染和渔业捕捞限制。在整个研究期间,珊瑚礁的覆盖在有些地方有所增加,有些地方减少或不变。在减少人类活动的陆地和海洋地区,珊瑚礁在热浪之前出现了珊瑚覆盖的增加,而在热浪中珊瑚损失较少。此外,与鱼类种群减少、暴露于更多人类陆地影响的珊瑚礁相比,有更多草食鱼类、暴露于较少陆地人类影响的珊瑚礁,在干扰发生4年后造礁珊瑚(珊瑚礁生长必需的珊瑚类型)的覆盖有所增加。
作者的场景建模表明,降低基于陆地和海洋的人类影响,可使珊瑚礁在干扰发生4年后获得造礁珊瑚高覆盖的可能性提高3-6倍。他们认为,综合陆地和海洋管理能够为珊瑚礁在气候变化中存续提供更多胜算。
位于夏威夷的研究区域内,当地陆地和海洋中人类影响和环境因素对珊瑚礁的影响。来源:Gove et al.
DOI: 10.1038/s41586-023-06394-w
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可持续性 | 为了可持续的未来需重视自然的价值
Diverse values of nature for sustainability
Nature
《自然》发表的研究认为,改善人们的自然价值观以及如何将这些价值整合进决策过程,对于帮助实现更可持续的未来所需的变革至关重要。这项研究纳入了对超过50000项科学出版物、政策文件和原住民及本地知识库的分析,以更好地理解自然的各种益处及其宝贵价值。
人们对带来益处的自然价值的认知范围很广,有经济上的(如使用自然资源维持生计)、游憩意义的、维持生命能力上的(如维持生物多样性、稳定气候),甚至心灵上的。西班牙巴斯克气候变化中心(BC3)的Unai Pascual和同事评估了人们如何珍视自然价值以及如何在政策制定上体现自然价值。这一报告建立在生物多样性和生态系统服务政府间平台(IPBES)2022年7月的价值评估基础上。
和市场相关的自然益处在政策中通常是主要考量。作者认为,低估更广大范围的自然益处,是生物多样性损失和自然变化危机背后的因素。他们还提到,需要更好地评估原住民和本地社区的观点和价值,将之整合到政策制定中,以促进更公正(公平对待人和自然)和平衡的决策。
自然多种价值的完整类型。来源:Pascual et al.
DOI:10.1038/s41586-023-06406-9
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古生物学 | 新发现的古代小型鲸物种
A diminutive new basilosaurid whale reveals the trajectory of the cetacean life histories during the Eocene
Communications Biology
《通讯-生物学》发表的一项研究描述了龙王鲸科(basilosaurid)一个新物种的化石残骸——龙王鲸科是全水生鲸的一个已灭绝科。这头鲸估计有2.5米长,被认为是已知最小的龙王鲸,并以埃及法老图坦卡蒙的名字命名为Tutcetus rayanensis。
埃及曼苏拉大学和开罗美国大学的Mohamed Anter、Hesham Sallam和同事在埃及法尤姆洼地发现了该新物种的头骨、下颌、牙齿和脊柱碎片——可追溯至约4100万年前。作者推断这头鲸接近成年,但未完全成年,因为其头骨和脊柱内的骨骼已经融合,且恒牙已处于萌出后期——它的恒臼齿比前臼齿、门齿和犬齿更早萌出。此前研究认为,恒臼齿比恒前臼齿更早萌出更容易出现在生命周期较短的哺乳动物身上,这或许表明Tutcetus的性成熟和死亡年龄比其他龙王鲸更早。作者根据这些化石残骸的大小估计,Tutcetus大约有2.5米长,体重大概有187千克。由于之前鉴定过的龙王鲸身长范围在4-18米,使得Tutcetus成为该科目前已知的最小个体。
作者推断,Tutcetus相比其他龙王鲸更小的体型可能是一次变暖事件下的演化结果——也就是约4200万年前的路特期(Lutetian)极热事件。此前研究指出,动物在较暖气候下会向着更小的体型演化。研究结果共同为龙王鲸的演化提供了进一步认知。
Tutcetus rayanensis艺术复原图,它正畅游在4100万年前的特提斯洋(现今的埃及)。图片来自Ahmed Morsi和Hesham Sallam
DOI:10.1038/s42003-023-04986-w
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