预防冠心病，女性更容易从运动获益？矮暴龙不是未成年霸王龙；1V17: 新型抗蛇毒血清 | 一周论文新鲜读

11.3

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.  人类迁移超过所有陆地动物总和

2.  女性从运动中得到的心脏获益可能更多

3.  新型抗蛇毒血清抵抗蛇咬伤

4.  海洋变暖威胁南极冰架

5.  解开弓头鲸长寿之谜

6.  斑彩石何以拥有艳丽的色彩

7.  揭开小型暴龙的谜团

生态学 | 人类迁移超过所有陆地动物总和

• Human biomass movement exceeds the biomass movement of all land animals combined

• The global biomass of mammals since 1850

Nature Ecology & Evolution

Nature Communications

《自然-生态与演化》发表的一项研究认为，人类的生物量迁移可能达到所有陆地动物总和的40倍。一篇同时发表的《自然-通讯》论文发现，野生哺乳动物的生物量自1850年以来已减少逾半，海洋哺乳类生物量下降尤其多——约70%。这些发现为全球迁移和动物生物量经时变化的构成带来了新见解。 

迁移性是动物的一个本质特征，通过觅食、迁徙和营养物质运输塑造生态系统。人类同样会广泛迁移，无论是步行还是借助飞机、火车和汽车等交通手段。比较生物量的迁移——定义为体重与迁移距离的乘积——能直接地衡量人类和动物活动的规模。 

Yuval Rosenberg和同事在《自然-生态与演化》上发表文章，分析了科学文献和数百个数据源，评估全球近年来跨物种的生物量迁移。他们将全球生物量迁移量定义为某一物种总生物量乘以其每年主动移动的距离。作者发现，人类的生物量迁移是所有野生陆地哺乳类、鸟类和陆生节肢动物总和的40倍以上。作者还发现，海洋动物的生物量迁移（地球上最大规模的野生动物迁移）自1850年以来已经减半，这主要是由于工业化捕捞和捕鲸活动。相比之下，人类迁移在这段时间增长了约40倍。 

作者用案例展示了这些规模。例如，塞伦盖蒂百万余头角马、瞪羚和斑马的年度迁徙，其生物量移动与大型人类集会相当（如世界杯或朝觐活动）。另外，海洋浮游动物和中层鱼类的每日垂直迁移，其生物量迁移超过所有陆地动物迁移总和，可与人类步行和骑行活动相当。 

在另一篇《自然-通讯》论文中，Lior Greenspoon和同事整合多种数据集和评估，包括全球环境历史数据库（HYDE）和联合国世界人口展望（World Population Prospects）数据库，推算了哺乳动物自1850年以来的生物量历史轨迹。他们发现，野生哺乳动物的生物量总和锐减逾半，人类和家养哺乳动物（如牛和绵羊）生物量则增长近5倍。仅海洋哺乳动物生物量就减少了70%，主要源于较大物种的衰退，如蓝鲸、座头鲸、长须鲸和抹香鲸等。 

尽管需要谨慎看待19世纪的数据估计，但这些发现强调了监测动物迁移和丰度的必要性，尤其是对较小的物种和代表性不足的地区。生物量迁移或可为未来生态过程研究以及人类迁移对环境的影响提供重要信息。 

健康 | 女性从运动中得到的心脏获益可能更多

Sex differences in the association of wearable accelerometer-derived physical activity with coronary heart disease incidence and mortality

Nature Cardiovascular Research

《自然-心血管研究》发表的一项研究认为，女性个体如遵循运动指南推荐，其冠心病致死风险或可降至男性的三分之一。这些发现表明，针对性别差异的建议有望改善冠心病的预防和管理。 

冠心病仍是全球主要致病和死亡原因之一。当前世界卫生组织、美国心脏协会及欧洲心脏病学会的建议是，所有成人每周至少进行150分钟的中等至高强度运动。然而尽管有证据表明运动能力方面存在“性别差异”，这些指南仍采取统一标准，而冠心病与该差异的关联机制尚不明确。 

中国厦门大学的陈家进和同事分析了英国生物信息库中超过85000名佩戴手腕活动追踪器的参与者的数据，以调查运动与冠心病结局关联的性别差异。在80243名无冠心病史的参与者（45986名女性、34257名男性）中，达到每周锻炼指南推荐的150分钟目标的女性参与者，冠心病风险降低22%，男性参与者降低17%。进一步分析显示，女性每周运动250分钟，可使冠心病风险降低30%，而男性要达到这一效果须运动530分钟。在5169名有冠心病的参与者（1553名女性和3616名男性）中，遵循指南的女性全因死亡风险降低幅度是男性的三倍。 

这些发现表明当前的指南忽略了性别差异，针对性别差异的策略或可改善冠心病的预防。还需要进一步研究更多样的人群来验证这些发现，并为定制化建议提供信息。 

生物学 | 新型抗蛇毒血清抵抗蛇咬伤

Nanobody-based recombinant antivenom for cobra, mamba and rinkhals bites

Nature

能抵抗某些非洲最致命蛇类的一种实验性重组抗蛇毒血清在小鼠中展现出治疗前景，这些致命毒蛇包括曼巴蛇、眼镜蛇和唾蛇。研究结果发表于《自然》，或为蛇咬受害者开发出更安全和有效的治疗方法。 

毒蛇咬伤是撒哈拉以南非洲的一个重大卫生问题，每年导致数千例死亡和重伤。当前的抗蛇毒血清由动物血浆制成，不仅昂贵、效果不稳定，有时还会导致不良反应。这些血清也无法针对所有医学相关蛇种或是预防严重组织损伤。 

丹麦技术大学的Andreas Laustsen和同事通过组合名为纳米抗体的工程改造蛋白，创造了一种新型抗蛇毒血清，这些纳米抗体能靶向蛇毒中发现的关键毒素。在用眼镜蛇、曼巴蛇和唾蛇等18种非洲蛇的毒液给一只羊驼和一只美洲驼进行免疫接种后，研究人员鉴定出了这些纳米抗体。在小鼠中，这种抗蛇毒血清能防止其中17种蛇的蛇咬伤导致的死亡，并缓解一些最有害毒液导致的组织损伤。相比现有的商业抗蛇毒血清Inoserp PAN-AFRICA，这种血清对所有测试蛇种的预防死亡和皮肤坏死的效果更好，但对绿曼巴蛇和黑曼巴蛇毒液只有部分保护能力。 

研究结果表明，只需少量成分就能实现普遍的蛇咬保护，这挑战了之前认为需要混合大量抗体的观点。作者指出，进一步研究需关注这种抗蛇毒血清的持久性并测试其临床安全性。 

气候变化 | 海洋变暖威胁南极冰架

Ocean warming threatens the viability of 60% of Antarctic ice shelves

Nature

《自然》发表的一项对海洋变暖影响的综合性分析指出，到2300年，多达59%的南极冰架可能在高排放情景下面临消失的风险。这可能会导致全球海平面升高最多10米。该模型显示，冰盖损失在低于2 °C的升温情景下会减少很多，突显出通过确保低排放以保护南极冰架和沿海区域的紧迫性。 

在变暖条件下，南极冰盖正在加速融化，成为全球海平面上升的一个主要贡献者。南极冰盖周围的冰架通过限制冰水流入海洋，充当了保护性屏障，但随着排放增加，它们会变薄和崩塌。此前研究评估了未来的冰架稳定性，但常常忽视了海洋变暖作为衰退的关键驱动因素。 

为了更好地理解冰架在何时以及何种情况下会失去结构完整性，法国索邦大学的Clara Burgard和同事开展了兼顾海洋变暖和大气变暖的模拟。作者发现，冰架无法生存的节点取决于排放情景。在升温到2300年保持在低于2°C的低排放情景下，研究中只有1/64的冰架会无法生存，且风险在2250年后开始增加。相比之下，在升温到2300年接近12°C的高排放情景下，38（59%）个南极冰架会无法存活，可能导致海平面上升10米。大部分冰架减退会从2085年开始加速，并在2170年达峰，海洋变暖被鉴定为主要驱动因素。 

作者指出，他们对高排放情景下的冰架消失估算是保守的，因为崩塌还会由破坏、裂隙、破裂和崩解引发。为了缓解未来海平面上升并保护南极冰架和冰盖的结构完整性，必须首选低排放路径。仍需关于海洋-冰盖相互作用的进一步数据，以增强对南极冰架稳定性的未来建模。 

细胞生物学 | 解开弓头鲸长寿之谜

Evidence for improved DNA repair in long-lived bowhead whale

Nature

根据《自然》发表的一项研究，弓头鲸异乎寻常的长寿可能是源于其修复DNA的能力增强。这些发现或为衰老和长寿机制带来新见解。 

弓头鲸是已知最大、最长寿的哺乳动物之一，最大寿命可超过200年，体重经常超过80000公斤。它们惊人的体型和长寿本应增加其患癌倾向，因为DNA变异可能性本应随之增加。但现有数据不支持这一观点，使科学家开始探索这一矛盾现象背后的机制。 

美国阿尔伯特·爱因斯坦医学院的Jan Vijg、Vera Gorbunova和同事研究了弓头鲸细胞在致癌刺激（如紫外线）下变异为癌细胞的可能性。这些细胞的恶性转化，比人类的成纤维细胞（结缔组织细胞）所需变异更少。但是弓头鲸细胞比人类细胞显示的变异更少，表明尽管其DNA容易受损，但能自我修复。分析弓头鲸细胞DNA修复过程发现，其双链断裂修复的速度和质量都有所加强。作者在鲸细胞中发现了一种与DNA修复相关的蛋白，发现这一蛋白过表达会加强人类细胞的DNA修复，并延长果蝇寿命。 

作者指出，这项研究采用人类成纤维细胞而非大多数癌症起源的上皮细胞，可能是一个关键局限性。但这些发现支持了一个假说，即DNA修复机制增强或有助于弓头鲸实现超长寿命。 

古生物学 | 斑彩石何以拥有艳丽的色彩

Brilliant structural colors originating from reflection by nanogaps of nacreous layers in fossilized ammonite shells

Scientific Reports

《科学报告》发表的一项研究揭示了斑彩石内艳丽色彩的起源——斑彩石是一种罕见的、色彩鲜艳的菊石壳化石。 

斑彩石的颜色来自一个保存完好的贝壳珍珠层，也称珍珠母，它由矿物霰石片层与少量蛋白质等有机物质组成。尽管普遍认为斑彩石的色彩形成于光与这些片层的相互作用，但其色彩起源一直未得到实验验证。 

日本庆应义塾大学的今井宏明（Hiroaki Imai）和同事运用电子显微镜与模拟研究了来自加拿大阿尔伯塔省的斑彩石标本的结构与光学特性。他们再将这些特性与一个马达加斯加菊石化石中的浅色珍珠贝壳以及鲍鱼壳和鹦鹉螺壳的特性进行了对比。作者发现所有样本中均存在堆叠的霰石片层，但这些片层的厚度及间隙大小存在差异。他们发现，斑彩石色彩的亮度来自光线在霰石片层的4纳米宽间隙的反射，以及来自贝壳珍珠内统一厚度层的均匀分布。作者认为，其他样本中的贝壳珍珠较浅是因为霰石片层间隙较大或缺乏间隙、间隙内存在有机物质，或是贝壳珍珠内的分层结构分布不均。 

作者认为，他们的研究结果或有助于研发出不褪色的彩色颜料。 

古生物学 | 揭开小型暴龙的谜团

Nanotyrannus and Tyrannosaurus coexisted at the close of the Cretaceous

Nature

《自然》发表的一项研究指出，名为矮暴龙（Nanotyrannus）的小型恐龙曾被某些人认为是未成年的霸王龙（Tyrannosaurus rex），但它们其实是一个不同的属。研究结果基于蒙大拿州地狱溪组（Hell Creek Formation）的化石，可追溯至白垩纪最末期（约6700万年前），表明该地区在导致恐龙等生物大灭绝的小行星撞击前曾拥有丰富的恐龙多样性。 

被命名为Nanotyrannus lancensis的小型暴龙头骨引发了40余年的争论。后续研究认为，这是一只未成年的霸王龙，因为它被认为拥有只在该物种中见过的特征。如果这个未成年霸王龙假说不正确，关于霸王龙及其生活过的生态系统的组成和结构的各种假设都要进行修正。 

美国北卡罗莱纳州立大学的Lindsay Zanno和James Napoli描述了来自地狱溪组的一个新的暴龙完整骨架。该标本与霸王龙有所区别，与N.  lancensis有相同特征，证实了后者是一个独立的属。对骨骼的分析显示它们已经成熟——接近完全成年——而不是未成年，说明N.  lancensis与霸王龙的成年体型具有明显差异：前者最大体重约为700千克，后者约为6700-8200千克。建模还显示，矮暴龙属与暴龙属的骨骼发育轨迹不同，补充了它们是不同恐龙的证据。此外，对N.  lancensis的分析实现了对之前发现标本的再分析，从而在该属中鉴定出一个不同物种，作者命名为Nanotyrannus lethaeus。 

这些结果提出了一种可能：在白垩纪末期的100万年内至少有两种不同的捕食性恐龙与暴龙属共同存在，突显出当时的恐龙多样性。作者指出，研究结果或对暴龙演化具有重要意义。他们还表示，研究结果或使研究人员重新分析关于霸王龙发育的一些假说，以及基于之前认为矮暴龙是未成年霸王龙标本的假设的生态学。 

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