10月23日外媒科學網站摘要:生孩子所需能量可能被大大低估

10月23日(星期三)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

生一個孩子所需要的能量可能被大大低估

大象的懷孕期長達兩年,一些魚類的雌性在嘴裡含着幾十個卵和幼崽時會餓上幾個星期,而人類懷孕通常需要忍受幾個月的疲勞和噁心。這些只是動物王國中繁殖需要母親能量的幾種方式。

然而,澳大利亞莫納什大學的一個研究小組認爲,此前的研究可能大大低估了繁殖所需的能量。

他們在最近發表的一項研究中指出,人類孕育一個嬰兒所需的額外能量可能是一些有影響力的數學模型估計的24倍。對於那些依靠外部熱源來調節體溫的動物,也就是所謂的變溫動物來說,這種差異要小得多。例如,對於潘帕斯蛇(Tomodon dorsatus)來說,這個值大約是四倍以上。對於一種叫做毛鱗魚(Mallotus villosus)的海水魚類來說,這個數字是它的兩倍多。

這些發現不僅僅是科學上的好奇。研究人員使用數學模型來研究動物生命週期中能量需求的變化,例如在生長、餵養和繁殖過程中。這些結果有助於解釋物種爲何會以這樣的方式進化,例如它們擁有的後代數量,或者活產相較於產卵的優勢。

研究表明,這些模型往往忽略或低估了母親在孕育和生育後代時所消耗的能量——這通常被稱爲繁殖的“間接”成本,而非直接成本,即投入和儲存在後代身上的能量。這就像假設製作甜甜圈所需的能量等於甜甜圈本身的卡路里,而忽略了烹飪所需的燃料。

研究人員強調,這些結果可能會影響有關動物生活方式的理論,並改進對動物如何應對氣候變化的預測。

《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)

天文學家發現一顆系外行星存在“蒸汽世界”

天文學家在最新一期的《天體物理學雜誌通訊》(Astrophysical Journal Letters )上報告稱,太陽系外有一顆名爲GJ 9827d的行星,其大氣層幾乎完全由熱水分子組成。

GJ 9827d是在2017年被發現的,它圍繞着一顆距離地球約100光年的恆星運行。它的大小大約是地球的兩倍,質量是地球的三倍,是一種被稱爲亞海王星的行星。像這樣的行星在銀河系中是最常見的,儘管我們的太陽系中不存在。

然而,僅僅知道行星的大小和質量還不足以推斷其構成。爲探測系外行星的大氣,美國密歇根大學安娜堡分校的一個天文學家團隊分析了行星從其母恆星前方經過時,通過行星大氣層過濾的星光。

他們使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)觀測了GJ 9827d在2023年11月的兩次這樣的通過。其他天文學家去年報告稱,他們利用哈勃太空望遠鏡進行了類似的觀測,並在該行星的大氣中發現了水分子的跡象。但這還不足以判斷大氣中是否只有少量的水,還是整個世界都是水。

將兩臺望遠鏡的觀測結果結合起來,明確表明GJ 9827d的大氣層幾乎完全由水組成。這顆行星的溫度約爲340攝氏度,所以所有的水都應該以水蒸氣形式存在。

天文學家強調,這種“蒸汽世界”此前已被預測,但這是首次獲得其確實存在的觀測證據。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、影響天氣的厄爾尼諾振盪至少存在了2.5億年

厄爾尼諾現象是熱帶太平洋上出現的一個巨大的溫暖海水團,能夠改變全球的降雨模式,這並非現代纔有的現象。

美國杜克大學的兩位研究人員及其同事進行的一項新的建模研究表明,厄爾尼諾與其對應的拉尼娜之間的振盪至少在2.5億年前就已存在,且振盪幅度通常比我們今天看到的更大。

這項研究發表在最新一期的《美國國家科學院院刊》(PNAS)上,該研究表明,這種溫度波動在過去更爲劇烈,即使大陸位置不同,這種振盪也依然會發生。

研究人員使用了與聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)相同的氣候建模工具,該工具旨在預測未來的氣候變化,而研究人員則將其回溯至遙遠的過去。

由於模擬的計算強度極大,研究人員無法從2.5億年前起每年進行連續模擬。因此,他們以1000萬年爲單元進行“切片”模擬,共有26個切片。

研究表明,衡量歷史上厄爾尼諾振盪幅度的兩個最重要變量是海洋的熱結構和海洋表面風。研究人員指出,以前的研究主要集中在海洋溫度上,但對錶面風的關注較少,而在本研究中,表面風顯得尤爲重要。

2、“大腦耐力訓練”能提高老年人認知和身體能力

根據英國伯明翰大學和西班牙埃斯特雷馬杜拉大學研究人員開展的一項新研究,大腦耐力訓練(BET)可以提高老年人的注意力和執行功能(認知),以及身體耐力和抗阻訓練的表現。BET是一種結合運動和認知訓練的方法,最初是爲了提高精英運動員的耐力而開發的。

這項研究對健康老齡化具有啓示意義。先前研究表明,精神疲勞會損害認知和身體表現,包括較差的平衡控制能力,從而增加跌倒和事故的風險。這項研究發表在《運動與鍛鍊心理學》(Psychology of Sport and Exercise)上,是第一個研究BET對老年人認知和身體表現的益處的研究。

在實驗中,24名年齡在65至78歲之間的健康久坐女性被分配到三個訓練組之一:大腦耐力訓練(BET)、運動訓練和不訓練(對照組)。所有三組都完成了一系列認知測試和身體測試,以評估研究開始和結束時的表現。BET組的參與者在認知任務中的表現優於只做運動的那一組,運動後的認知表現提高了7.8%,而只做運動的那一組只提高了4.5%。在體能表現方面,BET組提高了29.9%,而只運動組提高了22.4%。

研究人員強調,BET是應對精神疲勞及其對老年人不良影響的有效對策。儘管仍需擴大研究範圍,包括更大的樣本量,但這些初步的有希望的發現表明,應做更多努力鼓勵老年人蔘與BET,以改善大腦和身體的活動能力。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、生活成本上升和減肥手術增加:壞血病在西方正捲土重來

最新一期《英國醫學雜誌病例報告》(BMJ Case Reports)上的一篇文章指出,由於生活成本上升和減肥手術增多,因維生素C缺乏引起的壞血病可能正在捲土重來。這一觀察是在醫生治療一名患壞血病的中年男子後得出的。

雖然壞血病很容易治療,但常常被忽視,因爲它被視爲一種過去的疾病,歷史上與文藝復興時期的水手有關。這可能導致其被誤診爲其他疾病,如血管炎(血管炎症)。如果不及時治療,壞血病可能導致危險的併發症,包括可能致命的出血。

如果一個人每天攝入的維生素C持續少於10毫克,壞血病症狀最早可能在一個月後出現。

作者指出:“壞血病仍被視爲過去的疾病,尤其是在發達國家。”他們補充說,生活成本上升使得家庭更難負擔高質量的營養食品,而因減肥手術後併發症引起的壞血病也有很多報道。

他們強調,壞血病的其他風險因素包括酗酒、吸菸、飲食失調、低家庭收入、肥胖、腎透析,以及干擾維生素C吸收的藥物,如類固醇和抑制胃酸的藥物(質子泵抑制劑)。

2、日本應該如何應對正在迅速萎縮的城市

人口老齡化和人口下降是全世界日益關注的問題,但這一問題在日本尤爲突出。日本65歲及以上人口達到3621萬人,佔總人口的28.9%。此外,日本1747個城市中有74.6%被歸類爲萎縮型城市,現行城市政策難以解決人口下降問題。然而,影響不同規模城市人口變化的因素仍不清楚。

日本大阪城市大學的研究人員使用經濟、社會和教育(ESE)數據集分析了影響城市人口變化的多維因素,該數據集包含日本每個城市的270個指標。該研究使用機器學習算法XGBoost,分析了2005至2010年間日本城市人口變化與其他269項指標之間的非線性關係。

結果顯示,日本大多數萎縮的城市都是中小型城市。在多維因素方面,人口變化率與小城市0至14歲人口變化、中等城市自然人口變化、大城市人口遷移率等社會指標密切相關。

此外,人口變化與中等城市的財政實力指數這一經濟相關因素存在關聯。在小城市中,人口變化與城市規劃相關因素——人口不足地區的劃定相關。

研究人員表示,這些結果表明,城市政策應該根據城市的規模來設計。中等城市應有效制定城市規劃以外的政策,例如有助於改善自然人口變化和財政實力的兒童保育措施。同時,小城市需要考慮劃定人口不足地區。(劉春)