非洲象用名字打招呼？Meta的AI工具能翻译200种不同语言、青藏高原上的湖泊面积将在21世纪扩大一半 | 一周论文新鲜读

6.11

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. Meta的AI工具可翻译数十种低资源语言

2. 非洲象用类似名字的叫声打招呼

3. 青藏高原的湖泊扩张威胁基础设施和生态系统

4. 测量尼安德特人烧炉灶间隔的新方法

5. 热带气旋频率增加可能会对海鸟种群造成致命影响

6. 一颗小而复杂的主带小行星

人工智能 | Meta的AI工具可翻译数十种低资源语言

Scaling neural machine translation to 200 languages

Nature

《自然》发表的一篇论文报道了一个Meta人工智能模型的底层技术，该模型能翻译200种不同语言，增加了能用机器翻译的语言数量。

神经机器翻译模型利用人工神经网络翻译各种语言。这些模型通常需要大量可在线获取的数据加以训练，但并非所有语言数据都公开、低成本或是普遍可及，这类语言被称为“低资源语言”。增加模型在翻译语言数量上的语言输出可能会影响模型的翻译质量。

法国巴黎Meta的Marta Costa-jussà和“不落下任何语言”（No Language Left Behind，简称NLLB）团队开发了一种跨语言技术，能让神经机器翻译模型学习如何利用翻译高资源语言的预存能力来翻译低资源语言。作为成果，团队开发了一个在线多语言翻译工具，名为NLLB-200，该工具能容纳200种语言，其低资源语言数量是高资源语言的三倍，翻译表现比已有系统高了44%。

由于团队在许多低资源语言上只能获取1000-2000例样本，为了扩大NLLB-200的训练数据量，他们用一个语言识别系统发现了这些特定语言的更多实例。团队还从互联网存档中挖掘双语文本数据，帮助提升了NLLB-200的翻译质量。

作者指出，这个工具可以帮助很少被翻译的那些语言的使用者，让他们能使用互联网和其他技术。此外，他们还强调教育是一个非常重要的应用，因为这个模型可以帮助低资源语言使用者获取更多图书和研究文章。但Costa-jussà和共同作者也表示，误译的情况仍有可能出现。

动物学 | 非洲象用类似名字的叫声打招呼

Gut microbiome remodeling and metabolomic profile improves in response to protein pacing with intermittent fasting versus continuous caloric restriction

Nature Communications

《自然-生态与演化》发表的新研究显示，野生非洲草原象（Loxodonta africana）或许会用类似名字的叫声打招呼，就像人类使用的名字那样，这种叫声似乎不会模仿被叫对象的声音。

海豚和鹦鹉这些非人物种被发现会通过模仿被叫对象发出的声音来呼唤对方，但已知只有人类会用名字来相互称呼。

美国科罗拉多州立大学的Michael Pardo和同事利用机器学习方法分析了1986至2022年肯尼亚安波塞利国家公园以及桑布鲁和水牛泉国家保护区的野生非洲雌象-后代群组的469次呼叫（“隆隆声”）录音。这个机器学习模型能准确识别这些叫声中27.5%的被叫对象，作者指出这个比例比让模型听对照音频时的识别率更高。Pardo和同事认为，象或许会用具有个体特异性的叫声呼唤对方，而不是通过模仿被叫对象发出的声音。

作者还对17头野生象播放了呼叫它们或是呼叫其他象的叫声录音，并比较它们对这些录音的反应。他们发现，相较于呼叫其他象的录音，象在听到呼叫它们的叫声录音后，靠近播放器的速度更快并更容易通过发声来回应。这说明象能听出呼喊它们的叫声。

作者指出，仍需进一步研究象使用类似名字叫声的具体场景，并指出这些理解或有助于揭示这些呼叫在人类和象中的起源。

气候变化 | 青藏高原的湖泊扩张威胁基础设施和生态系统

Widespread societal and ecological impacts from projected Tibetan Plateau lake expansion

Nature Geoscience

根据《自然-地球科学》发表的一项研究，在低排放场景下，青藏高原上的湖泊面积预计将在21世纪扩大约50%，这将使重要的人类基础设施和生态系统面临被水淹没的风险。

青藏高原拥有大量的湖泊，它们在该地区的水文和生物地球化学循环中发挥着重要作用。近几十年来，这些湖泊由于气候条件变化而扩大。理解这些湖泊的未来演变趋势以及量化基础设施和生态系统面临的风险，对制定适当的减灾策略至关重要。

中国科学院的张国庆和同事开发了一个数据驱动的模型框架，以预测在不同排放场景下青藏高原湖泊的未来变化及所致影响。他们的结果表明，在低排放场景下（SSP1-2.6），到2100年，青藏高原湖泊的总面积相较2020年或增加约50%。这一增长可能导致高原湖泊占地表面积增加20000平方公里，水位上升10米。张国庆和同事估计，随着降水量和冰川融水增加，青藏高原总储水量将增加到四倍，对青藏高原的水文造成深远的影响。

如果不采取减灾措施，湖泊扩张预计将会淹没超过1000公里的道路、约500处定居点和10000平方公里的各种生态系统。在更高排放场景下，湖泊扩张和所致影响预计会更大。

作者指出，这些发现凸显出适当的缓解和适应策略的重要性，以防止水文变化及其对这一区域基础设施的影响。

考古学 | 测量尼安德特人烧炉灶间隔的新方法

The time between Palaeolithic hearths

Nature

《自然》发表的一项研究报告了西班牙六个尼安德特人炉灶之间的最短时间间隔。研究表明，这些炉灶至少存在了200-240年，每个炉灶之间相隔几十年。这些发现可能有助于解释尼安德特人的行为。

由于年代测定技术的分辨率有限，确定旧石器时代人类活动的时间尺度很困难；放射性碳测年在距今约5万至6万年前已超出其极限；其他技术可能会产生数千年的误差。由于生火是某一遗址内居住情况的指标，炉灶可以作为人类活动的良好标志，这也是西班牙布尔戈斯大学的Ángela Herrejón-Lagunilla和共同作者提出的方法的重点。

西班牙的El Salt是研究尼安德特人的重要遗址，此处同一层沉积物中发现的一系列六处炉灶可追溯到约52000年前（旧石器时代中期），估计它们被使用的时间约为200-240年，其中一些炉灶之间的时间差最小为几十年，另一些炉灶之间的时间差最大为 100 年。。作者结合了地层分析（给出了炉灶之间的相对年代顺序）和一种称为考古地磁学的技术——该技术基于一种假设，即炉中的材料保存着最后一次生火时的地球磁场记录。研究结果表明，尼安德特人具有流动性，有时候可能在个体的一生中会回到过去的定居点，但并非总会如此。

作者认为，这些分析可能有助于未来了解旧石器时代采集狩猎者的行为。他们补充说，这些方法也可应用于其他考古环境，以确定人类活动的时间。

气候 | 热带气旋频率增加可能会对海鸟种群造成致命影响

Cyclone Ilsa in April 2023 led to significant seabird mortality on Bedout Island

Communications Earth & Environment

《通讯-地球与环境》发表的一篇论文认为，气候变化导致的热带气旋频率和强度增加可能导致海鸟种群急剧下降。作者的结论是基于“伊尔萨”气旋对贝德奥岛（Bedout Island）的影响，2023年4月这场气旋袭击了该岛，至少杀死了岛上80%在岛上筑巢的海鸟。

气候变化正在增加极端天气事件的频率和强度，其中包括热带气旋。单个气旋对包括海鸟在内的野生动物种群有巨大的影响。气旋可以通过多种方式直接影响海鸟，包括造成严重死亡事件、破坏其筑巢和繁殖模式，以及改变迁徙策略。已知气旋频率增加会对各种生物造成负面影响，但对海鸟种群的影响尚不明确。

在2023年4月13日，五级热带气旋“伊尔萨”穿过西澳大利亚面积为17公顷的贝德奥岛，澳大利亚Adrift Lab的Jennifer Lavers和同事研究了气旋经过后对岛上繁殖的多个海鸟物种的影响。他们利用2023年4月17日和7月21日期间的空中和地面调查，评估了三个物种的死亡率百分比：褐鲣鸟（Sula leucogaster）、白斑军舰鸟（Fregata ariel）和蓝脸鲣鸟的本地亚种（Sula dactylatra bedouti）。作者估计，这些物种种群的80-90%（至少20000只鸟）在风暴中死亡，损失的主要是成年繁殖鸟。

作者警告，由于许多海鸟寿命长、世代时间长且每年养育的雏鸟很少，如果气旋频率增加，岛屿海鸟的这种种群损失程度是不可持续的。因此一次重大损失可能导致种群在下一次严重风暴到来之前无法恢复。这样的种群损失还会对岛屿生态系统有直接影响，因为海鸟会通过鸟粪将海洋营养输送到陆地上。作者强调，在容易发生热带气旋的地区需要仔细监控海鸟种群，以避免对岛屿和珊瑚礁生态系统的长期破坏。

天文学 | 一颗小而复杂的主带小行星

A contact binary satellite of the asteroid (152830) Dinkinesh

Nature

《自然》报道了环绕小型主带小行星（152830）Dinkinesh的首个经确认的相接双卫星（两个天体紧密连接）的观测结果。Dinkinesh系统这些出人意料的特性表明，主带内的小型小行星或比之前认为的更复杂。

约有15%的小型近地小行星有单个环绕主体的卫星。但NASA的露西号（Lucy）任务发现（152830）Dinkinesh被一个相接双卫星环绕，（152830）Dinkinesh位于火星和木星间的主小行星带内缘。这一发现提出了这类天体如何形成并存活的问题。

Herold Levison和同事报道，（152830）Dinkinesh直径约为720米，对它的观测结果显示它被一个卫星环绕，这个卫星由两个大小相似的瓣组成，直径分别为210米和230米。他们将这个卫星命名为Selam。Selam距离Dinkinesh约有3.1千米，约52.7小时能运行一周。

Dinkinesh的赤道上存在的明显的槽沟和山脊表明，该小行星可能因为自转速度和定向的变化失去了物质。作者认为，Selam可能从这次事件抛射出的物质中形成。Selam有两个大小相似的瓣可能意味着大小在卫星形成过程中是个重要因素。Levison和同事认为，让这两个不同天体接近的过程必须以很低的速度发生，才能保证两个瓣的存活。

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