4月22日外媒科學網站摘要：全球陸地水儲量正經歷異常加速流失
4月22日（星期二）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《科學》網站（www.science.org）
冷凍電鏡技術重大突破：極低溫成像難題被攻克
英國科學家通過改良冷凍電子顯微鏡技術（cryo-EM），成功攻克了困擾學界四十年的極低溫成像難題。這項突破性研究將蛋白質結構觀測分辨率提升1.5倍，爲藥物研發尤其是細胞膜蛋白研究開闢了新路徑。
冷凍電子顯微鏡技術通過電子束轟擊冷凍蛋白質樣本獲取原子級圖像。早在上世紀八十年代，研究人員就發現液氦冷卻理論上能減少電子束損傷，但實際成像效果反而比液氮更模糊。英國醫學研究委員會分子生物學實驗室（LMB）的最新研究揭示了關鍵原因：在接近絕對零度的極低溫環境下，包裹蛋白質的冰層會發生膨脹變形，導致樣本位移。
研究團隊通過兩項關鍵技術改良解決了這一難題。首先將傳統銅製樣本臺替換爲導熱性更好的金材料，有效消除電荷干擾；其次將樣本孔徑從400納米縮小至100納米，顯著抑制了冰層變形。在13K極低溫條件下，改良後的系統成功將分辨率提升至埃級（十分之一納米）。這項成果已發表於《美國國家科學院院刊》（PNAS）。
該突破對生物醫學研究具有重大意義。細胞膜蛋白作爲重要的藥物靶點，由於難以結晶而無法使用X射線晶體學解析。冷凍電鏡分辨率的提升將突破現有觀測極限，使科學家能夠解析更小的蛋白質結構。目前，主流顯微鏡製造商已着手開發新一代液氦冷卻系統，預計將推動結構生物學研究進入全新發展階段。
《科學通訊》網站（www.sciencenews.org）
萬億噸水去哪了？科學家警告全球水資源正加速流失
最新研究顯示，21世紀以來全球陸地水儲量正以驚人速度減少。根據《科學》（Science）雜誌最近發表的研究報告，2000-2020年間，包括地下水、土壤水分和地表水在內的陸地水系統損失了數萬億公噸水資源，這一現象遠超冰蓋融化的影響範圍。
韓國首爾國立大學研究團隊通過多源衛星數據證實，僅2005-2015年十年間，全球陸地水儲量就減少了1.3萬億公噸，直接導致海平面上升3.5毫米。其中土壤水分流失最爲嚴重，2000-2002年間驟減1.6萬億噸水，年均影響相當於海平面上升2毫米，這一數據是同期格陵蘭冰蓋融化影響的兩倍以上。
美國亞利桑那大學專家分析指出，氣候變暖導致的水循環加劇是主因。一方面，高溫加速了地表蒸發和植物蒸騰；另一方面，降水模式改變使得更多降水直接形成徑流入海，而非補給土壤和地下水。研究顯示，這種趨勢與全球乾旱區擴張同步，而人類地下水超採行爲更使情況雪上加霜。
科學家警告，按照當前趨勢，這種水資源流失將持續惡化。由於乾旱區擴張速度已超過溼潤區增長，自然恢復可能性極低，這將給全球生態系統和人類生存帶來嚴峻挑戰。研究強調，必須建立跨學科的水資源監測體系，纔能有效應對這場正在蔓延的"水危機"。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、腦機接口新突破！軟質腦幹植入讓失聰者重獲清晰聽力
過去幾十年，人工耳蝸作爲最成功的神經科技設備，幫助許多聽障人士恢復聽力。但對於耳蝸神經嚴重損傷的患者，聽覺腦幹植入（ABI）是一種潛在替代方案。然而，現有ABI採用剛性植入體，難以與組織良好貼合，導致醫生通常需關閉大部分電極以避免副作用（如眩暈或面部抽搐），使得使用者僅能感知模糊聲音，言語識別能力有限。
近期，瑞士聯邦理工學院（EPFL）軟質生物電子界面實驗室團隊開發出一款柔性薄膜ABI。該裝置將微米級鉑電極嵌入硅膠基質，形成厚度不足1毫米的可彎曲陣列。這種設計通過提升組織貼合度，有望減少非目標神經激活和副作用。
研究團隊在聽力正常的獼猴中進行了系統性行爲實驗。通過訓練動物完成聽覺辨別任務，研究人員評估了電刺激與自然聽覺的匹配程度。實驗表明，獼猴對軟質ABI刺激的反應與真實聲音幾乎無異，且未出現面部抽搐等副作用，證明該技術的可行性和安全性。
此外，軟質ABI的柔性微加工特性使其能適配不同解剖結構，未來可通過增加電極數量或優化佈局進一步提升性能。當前版本配備11個電極，未來可能大幅擴展。
該研究發表於《自然-生物醫學工程》（Nature Biomedical Engineering）雜誌。團隊計劃與臨牀機構合作，在人類ABI手術中進行術中測試，驗證其減少神經誤激活的效果。這項技術爲無法使用人工耳蝸的患者提供了新的希望，有望在未來實現更精準的聽覺恢復。
2、歐洲馬鈴薯基因組解碼：基因庫有限但差異顯著
一個國際研究團隊成功解碼了多個歷史馬鈴薯品種的基因組，並開發出高效分析數百個馬鈴薯基因組的新方法。
馬鈴薯是全球超過13億人口的主糧，但其育種進展緩慢，部分流行品種甚至培育於數十年前。這一困境源於馬鈴薯基因組的複雜性——每個細胞含有四套基因組副本，遠超普通作物的兩套，使得傳統雜交育種面臨巨大挑戰。
該研究由德國慕尼黑大學、馬克斯·普朗克植物育種研究所等機構與中國西安交通大學的科學家合作完成。團隊選取了18世紀以來的歷史品種進行測序，發現現代歐洲馬鈴薯的遺傳多樣性極低，僅十個品種就覆蓋了約85%的遺傳變異。這一現象歸因於“瓶頸效應”：馬鈴薯自16世紀從南美洲引入歐洲時，適應環境的個體稀少，隨後又因病害（如1840年代導致愛爾蘭大饑荒的馬鈴薯晚疫病）進一步縮減基因庫。
然而，研究也發現，儘管基因庫狹窄，馬鈴薯單個染色體副本間的差異卻異常顯著，差異程度達到人類的二十倍。這種變異可能源於馬鈴薯在南美洲馴化初期（約一萬年前）的野生種雜交。
基於解碼結果，團隊開發了一種新方法，可快速比對歐盟約2000個註冊馬鈴薯品種的基因組數據，大幅提升育種效率。該方法已在經典品種“Russet Burbank”（1908年培育，至今仍是炸薯條主要原料）上驗證成功。研究團隊表示，基因組數據的完善將爲傳統育種和基因編輯等新技術提供關鍵支持，推動馬鈴薯育種的突破性進展。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、健康老齡化不是夢！哈佛最新研究揭示最佳飲食策略
美國哈佛大學陳曾熙公共衛生學院、丹麥哥本哈根大學及加拿大蒙特利爾大學的聯合研究發現，以植物性食物爲主、適量攝入健康動物性食物並減少超加工食品的飲食模式，可顯著提高健康老齡化的概率。健康老齡化定義爲70歲及以上時未患重大慢性疾病，且認知、身體及心理健康狀態良好。
該研究追蹤了10.5萬名39-69歲的參與者，歷時30年，分析了八種飲食模式的影響，包括替代健康飲食指數（AHEI）、降壓飲食法（DASH）、星球健康飲食指數（PHDI）等。這些飲食模式均強調水果、蔬菜、全穀物、堅果和豆類的攝入，部分包含適量魚類和乳製品。
結果顯示，AHEI飲食表現最佳，其參與者在70歲和75歲時健康老齡化的概率分別比最低組高86%和2.2倍。PHDI飲食同樣表現優異，注重植物性食物以減少對環境的負擔。相反，超加工食品（如加工肉類和含糖飲料）的高攝入會顯著降低健康老齡化概率。
研究人員指出，健康飲食模式可靈活調整以適應個人需求，但總體應以植物性食物爲主，輔以適量健康動物性食物。該研究爲未來膳食指南的制定提供了重要依據，但也存在侷限性，如參與者均爲醫療行業從業者，未來需在更廣泛人羣中驗證結論的普適性。
2、人類文明的暗面：遠古居所暴露人類社會的貧富裂痕
考古證據表明，人類居住歷史中很早就出現了社會不平等。在坦桑尼亞奧杜威峽谷發現的石質結構可能是約170萬年前早期人類建造的居所，但明確的永久性住房直到約2萬年前纔出現。從那時起，隨着定居社會的發展，住房遺蹟不僅反映了人類生活方式的演變，也揭示了日益加劇的社會不平等。
在《美國國家科學院院刊》（PNAS）的一期特刊中，來自全球的學者利用一個包含5.5萬條住房面積數據的考古數據庫，分析了住房規模與不平等的關係。該數據庫由美國國家科學基金會資助的“全球不平等動態（GINI）項目”建立，涵蓋從意大利龐貝古城到歐亞非及美洲的衆多遺址，時間跨度從約1.2萬年前至工業革命前夕。
研究發現，住房面積的差異與財富不平等密切相關。在前工業社會中，住宅大小的變化可以保守估計當時的財富差距。特刊中的研究還探討了經濟增長與不平等的關係，發現極端不平等往往出現在土地成爲稀缺資源並被壟斷的社會中。然而，部分社會通過治理實踐避免了不平等的惡化，表明制度安排對經濟公平具有重要影響。
該研究強調，促進公平發展的關鍵在於制定政策，減少當前家庭生產力與未來增長之間的不平衡。考古記錄不僅揭示了不平等的歷史根源，也爲現代社會應對經濟差距提供了借鑑。（劉春）