摘要：有更大脑容量的哺乳动物需要摄取更多能量，以支持大脑生长运作。随着大脑逐渐变大，人类远古祖先通过哪些生物变化来满足这一需求？近日，美国西北大学科学家揭示秘密或许就隐藏在肠道内的微生物世界中。这些微小的生物居住在人们的消化系统中，不仅能帮助分解食物，还能产生能量。
来源：环球科学、科技日报、新华社等
肠道微生物群可能影响能量的使用，帮助动物进化出更大的大脑
有更大脑容量的哺乳动物需要摄取更多能量，以支持大脑生长运作。随着大脑逐渐变大，人类远古祖先通过哪些生物变化来满足这一需求？近日，美国西北大学科学家揭示秘密或许就隐藏在肠道内的微生物世界中。这些微小的生物居住在人们的消化系统中，不仅能帮助分解食物，还能产生能量。同时，肠道微生物还能产生影响人体生物学特征的化合物。例如，它们能够引发新陈代谢的变化，从而导致胰岛素抵抗和体重增加等。
研究人员将两种脑容量较大的灵长类动物（人类和松鼠猴）和一种脑容量较小的灵长类动物（猕猴）的肠道微生物植入小鼠肠道，并观察和测量小鼠生理机能随时间的变化，包括体重变化、脂肪比例、空腹血糖、肝功能等。研究者还测量了每组小鼠体内微生物的类型及其产生的化合物的差异。结果表明，携带来自大脑较大的灵长类动物微生物的小鼠吃得更多，但发育更缓慢，它们的身体主要把能量转化为葡萄糖，这是大脑的主要的能量来源，而转化为脂肪的能量更少。相比之下，携带来自大脑较小的灵长类动物微生物的小鼠则将更多的能量以脂肪的形式储存起来。该研究首次表明不同动物物种的肠道微生物会影响物种间的生物学差异，并支持肠道微生物可能通过改变动物的身体机能来影响演化的假设。这项研究也为人类大脑的演化提供了一个新的视角。
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金星可能从未有过表面海洋
金星是一个不宜居的行星，平均表面温度约465°C，气压比地球海平面的压力高90倍。但它过去的环境情况人们还不清楚。地球和火星的水日积月累雕刻了地表，而金星不同，它的地表没有明显的水侵蚀的痕迹。对于金星是否一直都很干燥、不宜居，或是否曾有过表面液态水海洋，过去的研究一直有争议。
施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-天文学》最新发表一篇论文认为，金星内部可能在其大部分历史中都是干燥的，也意味着这个星球可能从来没有过适合海洋形成的条件。研究人员根据金星今天的大气情况，构建了一个化学模型分析金星内部的化学组成。结果发现，金星内部缺乏氢，这表明它比地球内部干燥得多。这项研究发现，挑战了认为金星曾有过液体表面海洋的假说。
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植入胃部的气球，可通过产生饱腹感减肥
肥胖是全球迫在眉睫的健康问题，但有效的长期治疗方法很有限。一些患者会选择在胃中植入充满盐水或空气的胃气球，刺激胃部产生饱腹感，从而减少食物摄入，达到减肥的效果。这种方法短期效果虽良好，但长期来看，随着患者的胃逐渐适应胃气球带来的饱腹感，其效果最终会消失。为了克服这一限制，在最新发表于《设备》（Device）上的一项研究中，研究者设计了一种新型胃气球，可以根据需求充气和放气。
这种新型胃气球与传统胃气球类似，但它是通过腹壁切口植入胃部的。胃气球与一个外部控制器相连，控制器可以贴在皮肤上，内含一个泵，可在需要时对气球充气和放气。患者在饭前给胃气球充气，产生饱腹感从而控制饮食摄入；在两餐之间给胃气球放气，防止其长期占据胃部空间使胃适应。在动物实验中，研究人员发现，饭前给胃气球充气可使动物食物摄入量减少60%。这种新的体重干预措施可以为那些不愿接受胃旁路术，或对减肥药物反应不佳的人提供一种替代方法。
https://www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(24)00581-7?_returnURL=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2666998624005817?showall=true
“电子墨水”可监测脑电波
美国得克萨斯大学奥斯汀分校团队设计了一种由导电聚合物制成的液体墨水。这种墨水可流过毛发到达头皮，干燥后可充当薄膜传感器，通过头皮采集大脑活动。利用计算机算法，团队可在患者头皮上找出脑电图电极的点位。然后，使用数控喷墨打印机将一层薄薄的电子文身墨水喷洒到这些点位上。该过程快速、无需接触，不会让患者感到不适。团队在5名头发较短的参与者头皮上打印了墨水。同时，他们也在电子文身旁边贴上了传统的脑电图电极。结果发现，这种墨水在检测脑电波方面的表现同样出色，且噪声极小。传统电极上的凝胶6个小时后开始变干，超过三分之一的电极未能接收到任何信号。而电子文身墨水至少在24小时内保持了稳定的连接。
该研究可为目前监测脑电波和诊断神经系统疾病提供一种有前景的替代方案，有望改进非侵入性脑机接口设备的设计方式并拓展其应用范围。相关论文2日刊发于《细胞生物材料》杂志上。
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地球连续两天迎来小行星“访客”
一颗小行星4日飞掠地球。这是继3日一颗小型小行星进入地球大气层并焚毁后，地球迎来的第二个小行星“访客”。
据美国航天局喷气推进实验室的数据，这颗编号为“2020 XR”的小行星于美国东部时间4日12时27分许（北京时间5日1时27分许）飞掠地球，最近时距地表约220万千米，为地月距离的5倍多。
据欧洲航天局介绍，这颗小行星直径约300至700米，于4年前被发现，当时天文学家认为它有小概率在2028年撞击地球，但后来通过研究观测数据更准确地计算了其绕太阳的轨道，排除了它在未来至少100年内撞击地球的可能性。
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海洋酸化向深水蔓延
来源：Howard Chew/Alamy Stock
海洋是最大的二氧化碳天然碳汇，每年能吸收约1/4的人类排放量。然而，吸收二氧化碳致使海洋表面加速酸化，从而对珊瑚礁等敏感生态系统产生影响。然而直到现在，研究人员还不清楚酸化范围是否已扩大到更深的水域。
瑞士苏黎世联邦理工学院的Jens Daniel Müller和同事根据全球洋流和其他环流模式的测量，对二氧化碳在海洋中的移动方式进行了3D重建。他们利用该模型估算了1800年以来海洋吸收的二氧化碳如何影响深水酸度。
研究发现，在大部分海洋中，1000米以下的水域中都出现了明显的酸化信号。在一些地区，例如北大西洋，强大的大西洋经向翻转环流把碳从海面带到深水区，导致那里1500米深的水域也出现了酸化现象。一些天然酸性更强的深水区比海洋表面的酸化程度更高。Müller说，这些区域由于原本的酸性较高，其吸收额外二氧化碳的能力降低。
https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2024/11/382216.shtm?id=382216
猿类可能也具有语言的认知基础
当人类看到一只猫追赶老鼠时，大脑会自动对猫和老鼠的角色进行区分，识别出谁在追赶（猫，执行操作的实体）和谁在被追赶（老鼠，被执行操作的实体），这种能力被称为“事件分解” （event decomposition），长期以来，人们一直认为这种能力是语言中句法和结构的基础，也是人类独有的能力。然而最近发表于PLOS Biology的一项研究显示，大猩猩、黑猩猩和红毛猩猩等大型猿类可能也具备事件分解能力。
研究团队向猿类播放了一系列视频，跟踪猿类观看视频时的眼球运动。他们发现，就像人类一样，猿类的注意力也会在“猫”和“老鼠”直接来回移动，这意味着它们也能区分这两者在执行操作时的角色区别。研究者提出，这项研究再次挑战了人类在沟通方式上的独特性，表明人类与其他物种之间的差异更多是程度上的，而非本质上的。
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3002857
美搭建百岁老人细胞库研究长寿
据《自然》报道，美国科学家利用百岁老人血液制备出重编程干细胞，并计划搭建百岁老人细胞库与其他研究人员共享，以更好了解有助长寿和健康的影响因素。
“百岁老人面对伤病有一种惊人的恢复力。”美国波士顿大学乔巴尼亚和阿维迪西亚医学院的干细胞生物学家George Murphy说，他认识的一位百岁老人先后扛过了一百多年前的西班牙流感和近些年暴发的新冠疫情。
Murphy等研究人员从约30名百岁老人的血液样本中分离出血细胞，并通过重编程逆转获得诱导性多能干细胞（iPS细胞）。iPS细胞可分化为任何类型的细胞，它们在逆转过程中没有改变遗传密码。这使得研究人员能够利用它们研究衰老的遗传决定因素。
使用上述细胞开展的实验正在进行中。例如，Murphy团队已经从百岁老人的iPS细胞中培养出神经元。他们发现，与利用非百岁老人iPS细胞培养出的神经元相比，百岁老人的更“安静”，它们在正常条件下不参与蛋白质质量控制。但引入压力源后，百岁老人的神经元有效而稳健地启动了控制机制，迅速将坏蛋白质与好蛋白质分离。
https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2024/12/382228.shtm?id=382228
阿尔茨海默病或与内脏脂肪较高有关
2日在北美放射学会年会上发表的一项研究称，一种特定类型的体脂与大脑中的异常蛋白质有关，这些异常蛋白质是阿尔茨海默病的标志。
研究共纳入了80名认知正常的中年人（平均年龄49.4岁；女性占比62.5%）。其中，约57.5%的参与者为肥胖患者，平均体重指数为32.31。参与者接受了脑部正电子发射断层扫描（PET）、血糖和胰岛素测量，以及胆固醇检测。同时，还进行了腹部磁共振成像扫描，以测量皮下脂肪和内脏脂肪的体积。
研究发现，PET测量中的示踪剂可与患者大脑中积聚的淀粉样斑块和tau缠结物结合。结果表明，内脏脂肪较高与阿尔茨海默病两种标志性病理蛋白，即淀粉样蛋白和tau蛋白的PET水平较高相关。此外，胰岛素抵抗较高和高密度脂蛋白较低，与大脑中淀粉样蛋白较高相关。高密度脂蛋白水平较高的人，其内脏脂肪对淀粉样蛋白病理的影响有所降低。鉴于此，减肥和减少内脏脂肪等方法，或可作为预防或延缓阿尔茨海默病发作的有效手段。
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2024年大西洋飓风季创下新纪录
世界气象组织日前发布新闻公报说，活跃的2024年大西洋飓风季于11月30日正式结束。这是连续第9个活跃度高于平均水平的飓风季，造成一系列严重破坏、人员伤亡以及巨大经济损失。今年7月的飓风“贝丽尔”更是有记录以来大西洋盆地出现时间最早的5级飓风。美国国家海洋和大气管理局的数据显示，2024年大西洋盆地共记录18个命名风暴，其中有11个为飓风，5个增强为萨菲尔-辛普森飓风等级中3级至5级的强飓风，这明显高于平均水平。萨菲尔-辛普森飓风等级是美国气象机构按风速评价热带气旋的标准。
世界气象组织秘书长塞莱丝特·绍洛说：“年复一年，气候危机不断打破纪录，带来更多极端天气事件，包括迅速增强的热带气旋、强降雨和洪涝灾害。”世界气象组织及其合作伙伴呼吁，将小岛屿国家的早期预警行动作为优先事项，进一步推动联合国“全民预警倡议”，确保到2027年底建成应对灾害性天气、水文或气候事件的广泛早期预警系统。
https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2024/12/382276.shtm?id=382276
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