Nature新闻 | 一周研究动态
生态学：纳米比亚“精灵圈”之谜或已解开
美国普林斯顿大学的Corina Tarnita等人本周在《自然》上发表的一篇名为“A theoretical foundation for multi-scale regular vegetation patterns”的论文研究解释了纳米比亚“精灵圈”的形成。
自组织的规则性植被图案在自然界中广泛存在，但其存在的背后机制仍有争议，尤其是关于过度分散（间隔均匀）的图案的起源。以纳米比亚“精灵圈”为例，它们广泛分散在纳米布沙漠局部地区的一些草原上，这些圆形“补丁”直径在2-35米不等，内部寸草不生，周围环绕旺盛的野草。一种假设认为：它们是由尺度依赖反馈造成的，植物通过这种方式帮助自己的近邻，但是与远处的个体竞争。另一种假设将其归因于地下生态系统工程师，如白蚁、蚂蚁或啮齿类动物。
Corina Tarnita及同事将这两种不同的假设融入模型模拟中，然后使用来自四个大陆的野外数据进行验证。他们认为：这些自组织的规则性植被图案是由地下群居的昆虫群体之间的种内竞争和尺度依赖反馈共同作用形成的，而不是其中任意单一因素造成的。作者在纳米比亚“精灵圈”这项研究中表明，沙地白蚁群体间的相互作用以及沙地白蚁和草地之间的相互作用共同形成了大规模的六边形植被图案。
作者总结表示：在尝试解释此类规则分布的景观特征时，应将多种多样的生态自组织机制纳入考虑范围。
材料科学：超快速、产热低的磁存储技术
波兰比亚威斯托克大学的Andrzej Stupakiewicz和荷兰拉德堡德大学的Alexey Kimel等人本周在《自然》上在线发表的一篇名为“Ultrafast nonthermal photo-magnetic recording in a transparent medium”的论文介绍了一种可以超快速记录和存储信息且只产生极少量热的技术。这项研究或将为利用光磁制造新一代信息存储设备打开新窗口。
磁性材料，如硬盘驱动器中所使用的材料，一直被用于读写信息。通常而言，这个过程耗能大，速度相对较慢，产生的热量需要在后续过程中消除掉。
现在，Andrzej Stupakiewicz及同事报告了一种使用精准调谐的激光脉冲在室温下写入磁性信息单位（比特）的技术。作者表示：这种方法产生的热量（每立方厘米不到6焦耳）显著低于现今的硬盘驱动器或闪存，而且记录活动极快，只需不到20皮秒（1皮秒等于万亿分之一秒）就能完成。他们认为：这项研究或预示着未来光磁记录技术设计和发展的方向。
人类行为：心跳时的种族偏见变化
英国伦敦大学皇家哈洛唯学院的Manos Tsakiris等人本周在《自然-通讯》发表的一篇名为“Cardiac afferent activity modulates the expression of racial stereotypes”论文研究表明：一些种族偏见的表达可能受到心脏心跳时发送给大脑的信号影响。该研究显示：预先存在的种族偏见会让人对威胁产生不同的认知，具体取决于相关信息是在心跳时还是心跳之间处理的。
过去的研究已经表明：与白人持有相比，无害物体被黑人持有时更可能被误认为是武器。研究也表明，对于某些人而言，黑人的脸会激活大脑内的威胁信号传导，这种偏见在焦虑和紧张的情况下会被放大。此外，研究已经表明，情绪刺激会被更强烈地感知到，这建立在心血管激发水平基础上，心血管激发水平影响大脑活动。
为了研究心脑信号传导对种族偏见表达的影响，Manos Tsakiris、Ruben Azevedo及同事监测了32名参加常规种族偏见测试的参与者的心律，测试为武器识别测试和第一人称射击测试。在这两项测试中，真正的测试刺激可能是一把枪（目标）或是无害物，如电话或工具，而在显示它们之前会显示一张白人的脸或黑人的脸，最后比较武器识别错误的比例。事先是黑人面孔的受试者更可能误辨物体。在测试中，研究者小心控制这种事先刺激相对于受试者心跳的发生时间。他们发现：他们主要是在面孔刺激出现在心跳时而非心跳之间时观测到种族偏见，表现为将黑人所持无害物识别为枪的可能性更大。
这些结果显示：外围身体-大脑信号传导的功能在已知的基础上有所延伸，这类信号会影响负面种族刻板印象的表达。
医学研究：澄清热量限制对于猕猴健康的益处
美国国立老化研究所的Rafael de Cabo等人本周在《自然-通讯》发表的一篇名为“Caloric restriction improves health and survival of rhesus monkeys”的论文研究表明：对两项长期进行的灵长类动物研究的综合分析显示，热量限制可以改善猕猴的健康和生存。该发现澄清了热量限制对猕猴的影响，此前因为单个研究得出貌似矛盾的结果，这个问题一直存在争议。
热量限制指在不造成营养不良的情况下减少食物摄入，现已表明：热量限制可以延长一些生物的寿命，如酵母、蠕虫、苍蝇和小鼠，但是它是否对非人类灵长类动物或人类有效还不清楚。两项涉及猕猴的长期研究产生了看似矛盾的结果：一个总结表示热量限制延长了猕猴寿命，而另一个发现它对生存无影响，但对健康有益。
在本篇论文中，两个小组比较并重新分析了他们的数据，得出一致结论：热量限制可以对猕猴的健康和生存都产生有益影响。作者还根据研究设计差异，如动物首次接受热量限制时的年龄、饮食组成或喂食实践，提出单个研究产生不同结果的可能原因。分析还表明：适度热量限制有效，但在此基础上进一步减少食物摄入不会增加猕猴可获得的益处。
研究没有提供决定性证据表明热量限制是否会延缓猕猴的生物老化，而且尚未确定可以对猕猴健康和生存产生最大益处的最低热量限制程度。鉴于热量限制对猕猴健康有益，作者认为它也可能对人类健康产生类似的效果。
气候变化：树木年轮为青藏高原温差缩小带来启示
中国科学院植物研究所的段建平等人本周在《自然-通讯》上发表的一篇名为“Weakening of annual temperature cycle over the Tibetan Plateau since the 1870s”的论文研究表明：最早在1870年，青藏高原的冬夏温差就开始缩小了；而这一温差对该地区脆弱的生态系统是至关重要的。这项基于树木年轮的新发现或许表明：人类活动开始对青藏高原气候产生影响比此前认为的更早。
除热带地区外，冬夏之间的显著温差在生态系统运行中起到了中心作用：从温暖夏季到寒冷冬季的转变会影响植物的遗传、鸟类和哺乳动物的分布和昆虫种群。过去数十年来，这种季节平衡出现了减弱，计算机气候模拟认为：这种减弱是人类影响导致的。然而，除了有限的仪器记录，人们并不清楚这种减弱是何时开始，人类活动应在多大程度上对此负责。
段建平及同事使用了生长在高海拔地区的长叶云杉物种——川西云杉（Picea likiangensis var. balfouriana）的年轮数据来研究青藏高原的历史季节温度。青藏高原往往会迅速对气候变化做出反应，其生态系统也较为脆弱。作者的数据显示：在1688年到1870年间，季节温差出现了扩大，但随后显著缩小。这一缩小与青藏高原冰芯中记录的来自人类活动的硫酸盐浓度上升发生在同一时期。硫酸盐气溶胶被认为具有冷却效应，且夏季比冬季更强。因此，作者推测人类活动或许促成了观测到的季节温差缩小。
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