3米高的步氏巨猿为何灭亡？光合作用的起源，英美文化中金钱更具激励作用 | 一周论文新鲜读

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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. 金钱在WEIRD文化中的激励作用更强

2. 考证世界最大灵长类的灭亡

3. 木星磁层检测到射流

4. 光合作用的起源

5. 手机数据可帮助定义城市

6. 粘性水凝胶有望修复受损组织

心理学 | 金钱在WEIRD文化中的激励作用更强

The motivating effect of monetary over psychological incentives is stronger in WEIRD cultures

Nature Human Behaviour

《自然-人类行为》发表的一项研究显示，经济奖励对来自“西方、受过教育、工业化、富裕、民主”（WEIRD）国家的居民的激励作用可能比对非WEIRD国家居民的激励作用更强。

金钱常被认为是刺激努力行为的一个主要激励因素，而理解金钱和非金钱奖励的作用具有实际意义。不过，之前分析动机的研究大多针对来自WEIRD文化的人群，但这些研究发现是否能推广至非WEIRD文化并不明确。

美国芝加哥大学的Danila Medvedev和同事比较了两种WEIRD文化国家（美国和英国）和四个非WEIRD国家（中国、印度、墨西哥和南非）的居民在金钱激励和心理激励下的工作努力程度。实验人员让工作者或得到一笔固定收入，或是一笔固定收入加免费心理干预，或是一笔固定收入加额外的金钱激励。

他们发现，相较于心理干预，金钱对美国和英国居民的激励作用比对中国、印度、墨西哥、南非居民的激励作用更大。他们指出，在该研究的一个实验中，超过一半的美国受试者在不会影响收入的情况下，很快就放弃了任务。对于来自墨西哥和中国的受试者来说，强调努力工作的简单干预是比多付钱更具成本效益的激励手段。在另一项实验中，作者让印度受试者随机参与用印度语或英语的测试，检验这是否会影响他们的努力程度。作者发现，当测试使用英语时，金钱对受试者的激励作用比心理干预高了52%，但这个比例在使用印度语的测试中下降至27%。

作者认为，他们的发现挑战了认为经济激励对于不同文化有相同激励作用的观点，并指出金钱的激励价值对于来自WEIRD文化个体可能是最高的。但他们也指出，仍需开展进一步研究阐明对需要与他人合作或是没有固定工资只有抽成的工作中，金钱的影响力是否在所有WEIRD文化中一致。

古生物学 | 考证世界最大灵长类的灭亡

The demise of the giant ape Gigantopithecus blacki

Nature

《自然》发表的一项研究指出，已知最大的灵长类动物——来自中国的一种巨猿——因为无法适应环境变化而灭绝。研究结果填补了一个重要的认知空白，即该物种为何无法适应其他相似灵长类得以幸存的环境。

步氏巨猿（Gigantopithecus blacki）是200万至33万年前在中国发现的一个巨猿物种，之后该物种便绝灭于世。步氏巨猿约3米高、200-300公斤重，被认为是地球上存在过的最大灵长类。根据最近化石的分布判断，步氏巨猿生活的地理范围在它们灭绝前显著减少，但这种减少的具体时间线和原因仍有待确认。

张颖奇、澳大利亚麦考瑞大学的Kira Westaway和同事从中国南部22个洞穴采集了化石样本并进行了测年。对步氏巨猿和猩猩魏氏亚种（Pongo weidenreichi，步氏巨猿的最近缘灵长类）的牙齿分析被用来确定这些物种在绝灭窗口内的饮食或行为变化，并结合花粉和稳定同位素分析来重建当时的环境。

花粉分析显示，230万年前的环境由高覆盖率的密集森林组成，这是很适合步氏巨猿生活的条件。这两个物种都被认为生活在郁闭林冠的森林区域，饮食很少随季节变化，且水供应恒定。在绝灭窗口（29.5–21.5万年前）之前和期间，森林植物种群的变化导致环境改变，开阔林成为了主要景观。向开阔林的转变也体现在了牙齿分析中，牙齿分析显示，步氏巨猿的饮食多样性下降，规律饮水减少，还有迹象显示它们在这段时期的慢性应激增加。相比之下，猩猩魏氏亚种的应激低得多，而且在相同时期的饮食偏好更能适应环境变化。化石数量支持了这些假说，到30万年前，步氏巨猿的化石数量和地理分布都比猩猩魏氏亚种有所下降。

作者提出了步氏巨猿消亡的具体时间线，从中可见步氏巨猿无法像它的灵长类同类一样适应环境变化。

天文学 | 木星磁层检测到射流

Magnetosheath jets at Jupiter and across the solar system

Nature Communications

《自然-通讯》发表的一篇论文报告，在木星磁层中存在磁鞘射流，这使木星成为已知拥有此类射流的行星（包括地球，最近发现火星也有）之一。这些发现或能增进我们对磁鞘射流在不同行星环境下如何形成以及它们对行星磁场潜在影响的了解。

磁鞘射流是一种发生在行星磁层（围绕行星受其磁场支配的区域）外层的等离子体，动压高于周围的等离子体。研究地球磁鞘射流的形成和影响，对理解影响卫星运作和通讯的空间天气事件十分重要。最近在火星磁鞘也有发现这些射流，水星可能也有。但是因为数据有限，这种射流在其他行星磁层的存在尚不明确。

中国哈尔滨工业大学的沈超和同事分析了1979年旅行者2号探测器的数据，检测到木星磁鞘的三个射流，在弓形激波（超音速太阳风于此被加热并被木星磁层减速）下游。一个射流朝向太阳方向，两个与太阳方向相反。作者比较了木星与地球、火星磁鞘中检测到的射流，发现这些射流大小与弓形激波大小成正比。作者还分析了卡西尼任务的数据，发现有证据表明土星磁鞘可能存在日向射流。他们对水星和土星磁鞘中可能存在的射流与其他行星的进行了比较，认为这些射流可能在太阳系行星磁鞘中普遍存在。

作者认为，未来研究应调查这些射流如何影响行星磁鞘，尤其是在木星和土星这些气态巨星上，预计那里射流将比地球上的强烈许多。

演化 | 光合作用的起源

Oldest thylakoids in fossil cells directly evidence oxygenic photosynthesis

Nature

一篇《自然》论文发现，在一组17.5亿年的微化石中发现了迄今最古老的光合作用结构证据。这一发现有助于揭示产氧光合作用的演化。

产氧光合作用是阳光催化水和二氧化碳转化为葡萄糖和氧的反应，是蓝藻和真核生物中相关细胞器独有的过程。蓝藻在早期生命演化中有着重要作用，在24亿年前的“大氧化事件”中十分活跃，但由于证据有限，产氧光合作用的起源时间仍有争议。

比利时列日大学的Catherine Demoulin、Emmanuelle Javaux和同事展示了一种藻类（Navifusa majensis）的化石化光合作用结构的直接证据。这一微结构是类囊体；这是植物叶绿体和某些现代蓝藻内部的一种膜结构。作者在两处地点的化石中识别出这一结构，而最古老的那种来自澳大利亚McDermott组，已有17.5亿年历史。

人们推测N. majensis是一种蓝藻。在这一年龄的样本中发现类囊体，意味着光合作用可能在17.5亿年前某个时间已经演化出来了。但这并未解答光合作用是在“大氧化事件”之前还是之后演化出来的谜题。作者说，对更古老微化石的类似超微结构分析或有助于回答这个问题，并帮助确定类囊体的演化是否促进了“大氧化事件”发生时氧水平的上升。

观点 | 手机数据可帮助定义城市

Defining a city — delineating urban areas using cell-phone data

Nature Cities

《自然-城市》首期发表了一篇观点文章，文中Paolo Santi和同事认为，手机数据可作为重要手段，精确及时地定义何为城市。他们主张，精确和全球性的城市定义，对于成功执行法律与政策（如联合国可持续发展目标）十分重要。

最早的城市可能建立于5000年前，位于如今的伊拉克境内和周边，随着农业收成可以支撑增长的定居点而形成。此后城市在全球涌现。有些变化成了都市区（metropolitan area），许多发生了形态和规模改变。例如，中国的粤港澳大湾区包括了数个城市，汇聚成一个“巨型都市”，有超过8000万人口，而美国的波士顿、纽约、费城和华盛顿特区如今也形成了近乎连续的城市带。

最近联合国人居署（UN-Habitat）的一份报告提出对一个全球认可的城市定义的需要。现有的城市定义倾向于关注人口密度或卫星图像所见的建筑布局。但这些变量均未关注人的流动（如市区通勤者），而这些流动维系着今日不断变化的城市，将城市形态与城市功能联系起来。因此，这一观点文章的作者提出了对城市一般定义的标准，包括可理解、具有普适性和易接受，同时对不断增长的城市科学研究界适用。

美国麻省理工学院的Santi和同事认为，通话详情记录和GPS形式的手机数据，可以为研究者提供启发来理解什么构成了一座城市，以符合拟议的标准。这些匿名数据可以提供一定地理区域内人的时间和空间信息，可揭示人在昼夜中的出没情况。研究者写道，“手机数据提供了世界各地一致的收集机制，且独立于国家人口普查。”

研究团队指出，手机数据有其局限。首先，手机数据受到私人公司保管，并通过保密协议和隐私条例形成对外保护。同时，这些数据本身可能会过度代表某些人群，如较年轻和较富裕的用户。

然而，他们总结说，“这一方法能够促进不同地理范围的研究和比较的可重复性，为科研界带来宝贵获益。”

生物技术 | 粘性水凝胶有望修复受损组织

Monolithic-to-focal evolving biointerfaces in tissue regeneration and bioelectronics

Nature Chemical Engineering

《自然-化学工程》首期发表了一篇论文，提出一种释放颗粒的水凝胶能表现出多种形态，其中包括一种绷带状构造，可强化受损组织的粘合。这一可生物相容的凝胶或可提供新的方法治疗溃疡性结肠炎、愈合皮肤创伤以及减少心肌梗死。

修复受损组织的材料需要能够紧密贴合并适应不规则形状，同时还要能够促进细胞生长。传统的治疗方法——如肉眼可见大小的补片——其紧密贴合并适应受损组织不规则形状的能力有限。虽然基于微观颗粒的材料能促进组织成形和粘合，其应用受限于递送后的低留存率。

美国芝加哥大学的田博之和同事开发了一种基于明胶的水凝胶，可在类似人体内的生理条件下演变以释放药物改性淀粉颗粒。其后，这些凝胶与人体组织在体内外皆可制造改良材料界面。作者表明，这一复合材料表现出类似组织的特性，可有数种形态，例如传统注射用凝胶、绷带状构型、生物电/水凝胶复合材料以及微针构造。在此设计下，作者在动物模型中表明，这一材料可以有效加速皮肤创伤修复，控制葡聚糖硫酸钠诱发的结肠炎症状，促进心脏组织再生，以及利用生物电子设备绘制心脏活动。

作者表明这一开发自天然生物来源的材料或可改进再生医学和生物电子方法。而且，作者总结说，这一材料平台未来也可应用于一系列医学诊断和治疗。

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