有些人打拍子还没海狮打得准；麻省理工：怎样扔鸡蛋更不容易碎？全球逾20万人数据揭示幸福人生要素 | 一周论文新鲜读

5.12

本周值得读

来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。

1. 气候变化或加重抗微生物药物耐药性的全球负担

2. 海洋亚表面微塑料的分布

3. 变暖的北极植物组成发生改变

4. 衡量人类繁荣

5. 海狮保持节奏的能力优于部分人类

6. 有精神健康症状的青少年使用社交媒体的时间更长

7. 年轻世代将更容易遭遇极端气候事件

8. 侧面着地的蛋更不易碎

健康 | 气候变化或加重抗微生物药物耐药性的全球负担

Changing climate and socioeconomic factors contribute to global antimicrobial resistance

Nature Medicine

《自然-医学》的一项研究指出，当前的气候变化路径以及未能实现可持续发展战略，可能会导致到2050年抗微生物药物耐药性（AMR）的全球负担加重。作者预计到2050年，全球AMR可能会增加最多2.4%，并呼吁在单纯减少抗生素使用之外，立即采取行动应对更广泛的社会经济和环境因素，从而缓解全球AMR负担。 

2021年，细菌AMR导致了全球约114万例死亡，其中中低收入国家受到的影响最为严重。这个数字预计到2050年会增加至近200万例死亡。认识到AMR负担的严重性，第79届联合国大会的国家领导人发布了一份声明，承诺到2030年将全球495万例细菌AMR相关人类死亡降低10%。不过，大部分的AMR应对策略都关注过量使用抗生素，很少关注气候变化的背景以及社会经济条件。 

中国中山大学的杨廉平和同事分析了对抗微生物药物耐药的6个关键细菌病原体的3200万分离株的4502份记录，这些记录收集自1999-2022年的101个国家。他们利用预测模型分析了社会经济和环境因素以及政策会如何影响全球AMR趋势。他们的分析结果显示，在最坏的气候变化适应情景下，即本世纪末全球气温升高4–5 oC（SSP5-8.5），与低排放情景（SSP1-2.6）相比，AMR到2050年可能会增加2.4%。这一增幅在高收入国家为0.9%，在中低收入国家为4.1%，在低收入国家为3.3%。 

杨廉平和同事还发现，可持续发展行动——如降低自费医疗开支、扩大免疫接种规模、增加健康投入以及保证全民获得水、清洁和卫生服务，或可使AMR的未来流行率比基线水平降低5.1%。这一效果有望超过减少使用抗微生物药物的影响——该措施预计可将AMR流行率降低2.1%。 

作者指出，由于使用的生态学模拟方法以及AMR监测数据集质量的限制，研究无法得出因果关系。此外，因无法获得数据，主要模型没有考虑会导致AMR的特定因素，如教育、粮食生产中抗微生物药物的使用，以及动物养殖实践。

环境科学 | 海洋亚表面微塑料的分布

The distribution of subsurface microplastics in the ocean

Nature

《自然》发表的一项分析探索了微塑料在海洋不同深度的分布。海洋中微塑料的分布和行为受其大小影响，部分有可能进入碳循环。研究发现，在100-5000微米间的较大微塑料更容易被海洋分层结构捕获，而小于100微米的微塑料在水柱中的分布更均匀，寿命更长。这些发现强调了研究微塑料分布的重要性，这对制定有效策略减少微塑料对环境的影响很重要。 

尽管微塑料已在全球海洋中被广泛记录，但很多研究仅取样了海洋表层的50厘米。日本海洋研究开发机构的Shiye Zhao和同事综合了2014年至2024年间全球1885个记录站的深度剖面数据，以评估不同深度微塑料的浓度和行为。这些数据表明，微塑料可能构成了海洋碳循环的明显组成，在碳中的比例从30米深处的0.1%增至2000米深处的5%。在深水中持续观察到大量微塑料，在大西洋的一处剖面中，100-270米深处检测到每立方米超过1100个颗粒，北太平洋副热带环流2000米深处检测到每立方米600个颗粒，在马里亚纳海沟6800米深处检测到每立方米13500个颗粒。 

作者指出，他们的研究表明标准化方法的缺乏导致存在很大不确定性，使得得出明确结论并更好地理解海洋中微塑料的分布变得困难。

生态学 | 变暖的北极植物组成发生改变

Plant diversity dynamics over space and time in a warming Arctic

Nature

根据《自然》本周发表的一篇论文，通过分析逾40年的调查数据，揭示了在变暖的北极地区维管植物组成变化的关键驱动因素。这项研究发现，总体物种数没有发生损失或增加，但物种更替现象非常普遍，有可能影响北极的生态系统功能和所有的生物。 

在世界各地，全球变暖正在改变植物物种的生长方式、组成以及分布范围。目前，北极经历的变暖速度四倍于全球平均水平。尽管已经有实验性观察和建模研究，但这种变暖对植物群落的具体影响仍不明确。 

为了确定植物组成和丰富度的改变，英国爱丁堡大学的Mariana García Criado和同事检视了北极从1981年到2022年间2174个样地中490种维管植物的42234份记录。与现有假设不同的是，作者发现，平均而言植物丰富度并未改变。与现有文献一致的是，植物丰富性在较低纬度和较高温度的地区比例更高。在发现变化的区域，物种更替相当普遍，占调查样地的59%。1981年至2022年间的重复调查有助于找出物种丰富度和组成背后的关键驱动力；例如，灌木的扩张与生物多样性下降有关，而气温升高与物种增减比例增加有关。 

尽管没有观察到总体丰富度损失，但北极植被组成正在变暖气候下发生改变。作者强调进一步研究植物动态变化对生态系统功能、动物栖息地和北极人民生计的影响非常重要。 

社会科学 | 衡量人类繁荣

The Global Flourishing Study: Study Profile and Initial Results on Flourishing

Nature Mental Health

全球繁荣研究（Global Flourishing Study）在自然系列（Nature Portfolio）、BMC和施普林格（Springer）旗下多本期刊中发表的一系列论文，探讨了来自全世界不同文化和社会的人们是否处于“繁荣”状态——个人生活所有方面都很好的状态。研究分析覆盖了来自所有六个有人类居住大洲的22个文化和地理位置各异的国家的逾20万人。 

近年来，心理学、经济学、教育和公共政策这类领域的研究人员对人类是否在繁荣这一概念的研究兴趣越来越高。不过，繁荣的概念很宽泛，对这一概念的研究一直聚焦于西半球的人口和看法。为解决这一问题，“全球繁荣研究”项目应运而生，旨在研究幸福感的分布和决定因素，推动我们对繁荣概念的整体理解，并揭示哪些模式具有文化特异性，哪些模式具有普遍性。该研究包含对全球22个国家逾20万人的调查问卷数据，数据自2022年到2027年的5年里每年采集一次，研究还包含一项繁荣度分析，包括健康、幸福感、意义、性格、关系和财务稳定这几大因素。 

在《自然-精神卫生》发表的旗舰论文中，美国哈佛大学的Tyler VanderWeele、美国贝勒大学的Byron Johnson和同事报道了综合繁荣指数与大量人口统计特征之间的关系，这些人口统计特征包括年龄、性别、教育程度、婚姻状况、就业状况、宗教信仰和宗教活动出席率、移民状况以及族裔/种族。作者发现，在巴西、澳大利亚和美国等国家，繁荣程度随年龄增长。而在有些国家，包括日本和肯尼亚，繁荣程度与年龄的关系呈U型曲线，即幸福感会在一个人的一生中先下降再上升。不过，VanderWeele和同事在统计全部22个国家的调查回复时，他们发现18-49岁的繁荣指标基本上趋平，直到生命后期再上升。这或许表明，与该领域之前的研究结果相比，世界上许多年轻人现在的境况可能比前几代年轻人更差。 

根据作者分析的调查回复，许多国家的繁荣没有显著的性别差异，但团队发现，巴西的男性繁荣程度高于女性，而日本的女性比男性繁荣程度更高。类似的，根据调查回复，许多国家的已婚受访者似乎比单身受访者更繁荣。但这种情况在印度和坦桑尼亚则相反。在大多数国家，受教育程度越高的人报告的繁荣度也越高，但香港和澳大利亚除外，这两个地区的结果相反。VanderWeele和同事还发现，童年经历过贫穷、虐待和健康不佳的受访者成年后报告的繁荣程度较低。一个例外是德国，作者发现相比童年身体健康，童年不健康似乎预测了成年后更高的繁荣程度。 

作者指出了全球繁荣研究的一个局限性，即没有采集来自低收入国家的数据。VanderWeele和同事还指出，各国在不同繁荣指标上的差异可能源于调查问卷的翻译以及对调查问题理解的文化差异。该系列的其他论文还报道了对不同社会人口群体和国家的乐观度、金融福祉的童年预测因子、对神灵和死后生活的信仰差异、社会信任等问题的洞见。 

“为了制定正确的政策以促进人类繁荣，政府应当设立相关机制，用于收集民众幸福感的翔实数据。需开展严谨研究以追踪人口并指导我们对繁荣决定因素的理解。这两件事都不容易，”VanderWeele和Johnson在《自然》的一篇评论（Comment）文章中写道，“在全世界，所有社会都需要采集高质量的繁荣数据，聚焦于各国家和文化的优先事项。在此，我们呼吁全球各国一起推动这项工作。” 

动物学 | 海狮保持节奏的能力优于部分人类

Sensorimotor synchronization to rhythm in an experienced sea lion rivals that of humans

Scientific Reports

《科学报告》发表的一项研究表明，一只经过训练能跟上节拍器节奏的加州海狮（Zalophus californianus），其保持节奏的能力比一些人类更出色。这是首个直接比较人类与动物保持节奏能力的研究之一，表明了保持节奏的能力并非为人类所独有。 

人们已经在实验室实验中证明，一些哺乳动物和鸟类能够跟随节奏信号做出动作，然而大多数脊椎动物几乎没有能够保持节拍同步的证据。但一只15岁的加州海狮罗南（Ronan）在3岁时经过训练，能够识别节拍并随着节拍点头，且将这一能力保留到了成年。 

美国Long海洋实验室、佛罗里达新学院的Peter Cook和同事评估了罗南在112、120和128拍每分钟（bpm）的鼓点节奏下做出动作的一致性和协调性。随后将同样的声音呈现给10名大学生（18-23岁），要求他们随着鼓点拍手。作者利用视频追踪软件检查了参与者打拍子的准确性，发现罗南打拍子总体而言比人类参与者更准确、变化性更小。罗南相较人类的准确性随着节奏加快而提高：128bpm下，她的平均节拍是129bpm（± 2.94），而人类平均节拍是116.2bpm（±7.34）。测试结束后，罗南得到了一个装满鱼和冰的玩具作为奖励。 

由于本研究仅评估了一只经过训练的海狮和10名人类的节奏能力，这些发现的可重复性有待用更大规模的研究来评估。 

心理学 | 有精神健康症状的青少年使用社交媒体的时间更长

Social media use in adolescents with and without mental health conditions

Nature Human Behaviour

《自然-人类行为》发表的一项对3000名青少年的研究发现，有精神健康症状的英国青少年（11-19岁）比没有精神健康症状的青少年使用社交媒体的时间更长。理解青少年使用社交媒体的差异，或有助于设计适当的临床干预。 

使用社交媒体在青少年中很普遍，93%的英国12-17岁青少年有至少一个社交媒体账号。与此同时，青少年的精神健康也在恶化。此前研究发现，英国1/6的7-16岁青少年和1/4的17-19岁青少年存在一种可能的精神健康症状。 

英国剑桥大学的Luisa Fassi和同事分析了3340名英国11-19岁青少年的调查问卷数据，其中16%的人被诊断出至少一种精神健康症状。作者发现，有精神健康症状的受试者报告自己使用社交媒体的时间显著更长（平均为每天额外50分钟）。作者还发现，与没有精神健康症状的人相比，有精神健康症状的受试者报告自己对社交媒体上的好友数量更不满意。团队还发现，有内化症状——如抑郁或焦虑症——的受试者，他们使用社交媒体的时间更长，更容易将自己与社交媒体上的他人比较，网络反馈流量（一篇帖子收到的点赞、转发和评论数量）对他们情绪的影响更大。这些受试者对他们线上好友的数量更不满意，更不容易在社交媒体发帖中坦白自己的感受。 

作者指出，仍需开展进一步研究才能在青少年社交媒体使用与精神健康症状之间建立因果关系，并且未来研究应纳入其他国家的受试者。 

气候变化 | 年轻世代将更容易遭遇极端气候事件

Global emergence of unprecedented lifetime exposure to climate extremes

Nature

根据发表在《自然》上的一篇论文，气候危机的负担将主要由年轻世代而非年长世代承担。分析显示，在1.5°C升温情景下，2020年出生的人群中约52%将面临前所未有的热浪暴露风险，而1960年出生的人群中这一比例仅为16%。研究结果强调了减缓温室气体排放以减轻气候变化对年轻世代影响的紧迫性。 

随着气候持续变暖，人类面临的极端气候事件（包括热浪、作物减产和干旱）将日益加剧，年轻世代将比年长世代更频繁地遭遇此类极端事件。然而，在不同气候变暖路径下，不同年份出生且具有不同社会经济脆弱性的人群面临此类极端气候事件暴露风险的具体规模仍不明确。 

Luke Grant、比利时布鲁塞尔自由大学的Wim Thiery和同事在全球范围内对不同气候变暖路径下一生中遭遇前所未有的极端事件的暴露情况进行了预测。 “前所未有“的暴露定义为在没有人为导致气候变化的世界中，遭遇相同极端事件的概率小于万分之一。研究人员发现，与1960年出生的人相比,2020年出生的人在当前减缓政策下（目标为到2100年全球气温较工业革命前升高2.7°C）的暴露风险将翻倍。他们指出，全球1960年出生者中约16%（1300万人）将面临前所未有的终生热浪暴露风险。与此同时，如果全球变暖到2100年比工业革命前水平升高1.5°C，2020年出生的人中约52%（6200万人）将经历前所未有的热浪暴露风险，如果升温达到3.5°C，这一比例将升至92%。在将分析范围扩展至五个额外气候极端事件（作物减产、野火、干旱、河流洪水和热带气旋）以及热浪后，Grant和同事发现，在所有极端事件中，暴露程度均会随出生年份推移而明显升高。他们补充指出，在当前政策下，每个出生队列中社会经济地位最脆弱的群体比最不脆弱的群体更可能面临更高程度的气候极端事件暴露。 

研究人员指出，该研究存在一些局限性；例如，分析未考虑人口在国家边界内的流动以及生育率和死亡率的趋势。然而，研究结果强调了制定有效策略以减少未来温室气体排放以保护未来世代的必要性。 

物理学 | 侧面着地的蛋更不易碎

Challenging common notions on how eggs break and the role of strength versus toughness

Communications Physics

根据《通讯-物理学》发表的一项研究，蛋在侧向掉落时比竖直掉落更不容易碎。控制试验模拟了常见的课堂科学实验“抛蛋挑战”（egg drop challenge），发现侧向坠落时蛋壳能更好地承受冲击。 

“抛蛋挑战”的目标让学生从一定高度抛落鸡蛋，同时防止它们破裂。一般认为，鸡蛋在竖直掉落时更坚固不易碎，这个说法常见于学校教学指南和科普传播。 

美国麻省理工大学的Tal Cohen和同事进行了180次抛蛋测试，以比较鸡蛋在竖直和侧向掉落时的破碎状况。在将60个蛋分别从3个不同高度（8、9、10毫米）分别垂直掉落到硬质表面后，作者发现，平均而言，竖直掉落的鸡蛋在较低掉落高度下就会破裂。竖直掉落的鸡蛋有超过一半在8毫米高度下破裂，与蛋的哪一头朝下没有关系。但水平掉落的鸡蛋只有不到10%在这一高度下破裂。作者又以60个鸡蛋做了另外的压缩测试，检测水平和垂直方向压碎鸡蛋所需的力。在两个方向上压碎鸡蛋都需要45牛顿的力，但水平受力的蛋在破裂前可以承受更大压缩。作者认为，这意味着鸡蛋在水平“赤道”方向更具韧性，因此该方向上在破裂前能吸收更多能量。 

作者总结说，鸡蛋竖直掉落更不易碎的普遍误解，可能源于对物理属性“刚度”、“强度”和“韧性”的混淆。鸡蛋在被垂直压缩时刚度更高，但作者说，这不意味着这个方向的韧性也高。作者还认为，未来研究可以探索这些发现的工程应用，例如结构在动态负荷下的响应机制。