我们鼻子灵着呢！人类嗅觉比以为的快10倍；海底之下还有生命；足球或有助于囚犯改造 | 一周论文新鲜读

来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。

1. 足球或有助于囚犯改造

2. 海底之下发现动物生命

3. 对葡萄糖敏感的胰岛素可降低低血糖风险

4. 火星冰层中的潜在微生物栖息地

5. 未来干旱期可能比预期更长

6. 轻轻一嗅识别气味

7. 林火规模或增加陆地暖化

《自然-人类行为》发表了一篇论文，认为通过向专业足球运动员学习教练技术和可转移性技能来促进积极的群体身份连接，足球或能有助于囚犯改善狱中行为和出狱后重新融入社会，研究结果为社会连接可以如何帮助降低再犯率带来了新见解。

一个被称为“结对项目”的计划（The Twinning Project，在英国发起，现也在美国、意大利、澳大利亚和南非开展）为入狱者组织基于足球的项目，来改善他们的身心健康。该计划还帮助他们获得技能（例如建立关系和自控）以及认证资格，旨在改善他们的狱中行为，在获释后重返社会。该计划将监狱与当地的足球俱乐部（包括英国的利物浦足球俱乐部、曼联足球俱乐部和切尔西足球俱乐部）结对。但这一计划能否改善囚犯在服刑期间的行为、减少获释后犯罪率或增加刑满释放人员的就业机会，目前尚不清楚。

为调查结对项目的成功情况，英国牛津大学的Martha Newson和同事首先分析了45个英国监狱中服刑者的狱中行为。他们比较了676名该项目参与者与1874名未参与者的行为，发现参与项目（通过加强社会连接）通常能减少狱中的违规行为，从而整体改善他们的行为。作者还调研了1797名有雇佣经验的人，了解哪些因素会影响他们雇佣有前科者的意愿。作者发现，人们更愿意雇佣那些完成过“结对项目”等教育项目的有前科者。

这些发现表明，足球或可提供机会来培养社会连接，帮助改造和支持囚犯重返社会。但作者指出，这一项目的成果可能取决于服刑人员的乐观和态度。

《自然-通讯》发表的一篇论文报道了在东太平洋海隆的热液喷口发现类海底之下的动物生命。该研究为理解深海发现的复杂生境提供了新的认知。

东太平洋海隆是一个火山活跃脊，位于两个构造板块在太平洋海底的交界处。东太平洋海隆有无数个热液喷口——热液喷口是地壳下海水与岩浆相遇处形成的海底裂口。此前研究关注这些喷口周围生活的海底生物，包括管状蠕虫和贻贝，但这个浅层海底地壳下存在动物生命的可能性一直有待探索。

奥地利维也纳大学的Monika Bright、荷兰，荷兰皇家海洋研究所（NIOZ）Sabine Gollner和同事搭乘施密特海洋研究所的“福龙二号”科考船（Falkor (too)），利用远程操控工具SuB-astian多次下潜到东太平洋隆起2515米深处的一个热液喷口。当该工具的机械臂将海底地壳暴露出来时，作者发现了温暖、充满液体的空腔，里面栖息着之前只在海底发现过的多个物种，包括大型管状蠕虫，以及蠕虫和蜗牛这类会移动的动物。作者认为，海底群落的幼虫可能居住在海底之下的这些栖息地，提示海底与海底之下的生态系统之间存在复杂连接。

作者认为，在地壳海底之下发现动物栖息地，虽然其范围尚不可知，但提升了预防未来潜在环境变化的紧迫性。

《自然》发表的一篇论文报告，在实验室实验和动物模型中展示了一种能防止血糖骤降的改良胰岛素。这可以为糖尿病患者提供一个更灵活的方式来补充胰岛素，并减少血糖骤降。

有些糖尿病患者需要补充性注射胰岛素来控制血糖水平。血糖水平波动很难预测，因而难以选择合适的胰岛素剂量。即便剂量只是稍高也可能会导致低血糖症（血糖水平降低过多），从而危及生命。

丹麦诺和诺德的Rita Slaaby和同事展示了一种改良型胰岛素，其活性可根据血液中葡萄糖水平的变化而变化。这种名为NNC2215的分子有一个开关，可以根据葡萄糖水平切换开关。在高葡萄糖浓度下，开关打开，胰岛素变得更活跃，从血液中去除葡萄糖。在葡萄糖水平降低时，开关关闭，从而阻止葡萄糖的吸收。

实验室实验表明，当葡萄糖浓度从3mM升至20mM（大约是糖尿病患者经历的波动范围），NNC2215胰岛素受体的亲和力增加了3.2倍，证实了它响应血糖水平变化的潜力。在大鼠和猪糖尿病模型中，NNC2215被证明在降低血糖方面和人类胰岛素一样有效。NNC2215更高的葡萄糖敏感性被证明能让这些动物免受低血糖症影响。

这种改良胰岛素有望预防血糖骤降，血糖急剧下降会对糖尿病患者造成严重影响，尤其是在睡眠中。作者指出，这或可改善糖尿病相关的长期和短期并发症。

一项建模研究显示，暴露在火星表面的尘埃冰为光合作用生命的存在创造了必要条件。研究结果发表于《通讯-地球与环境》，显示位于火星中纬度的冰沉积物应当成为寻找火星生命的关键地点。

来自太阳的高水平有害紫外线辐射，让当下的火星表面几乎不可能存在生命。然而，足够厚的冰层能吸收这种辐射，保护生活在其表面下的细胞。存在于这些条件下的任何生命都必须位于一个所谓的“辐射宜居区”——浅到能接收进行光合作用的大量光照，但又深到能抵挡紫外线辐射。

美国喷气推进实验室的Aditya Khuller和同事计算了在火星上观测到的含尘量和冰结构中是否会存在这样一个辐射宜居区。他们发现，含尘量很高的冰会阻挡太多阳光，但含尘量在0.01-0.1%的冰的5-38厘米深处（具体取决于冰晶体的大小和纯度）可能存在一个宜居区。在更干净的冰中，在2.15至3.10米深处可能存在一个更大的宜居区。作者解释了冰内的尘埃颗粒可能会使最深约1.5米的位置偶尔出现局部融化，为光合作用生命的存续提供必要的液态水。他们认为，火星上的极地对这一过程来说可能过于寒冷，但中纬度地区可能存在地下融化（约在纬度30度到50度之间）。

作者提醒道，理论宜居区的可能存在并不意味着火星上现在有或曾有过光合作用的生命。但这确实说明火星中纬度暴露的一些冰或是未来搜寻火星生命的关键地点。

根据《自然》发表的一项研究，到本世纪末，平均最长干旱期可能比气候模型此前的预测要长10天。这些发现表明，今后几十年干旱对社会和生态系统造成的危害可能大于预期。

气候模型预测世界上许多地区的极端干旱气候会加剧，但由于存在不确定性，人们难以实施有效适应策略来最小化干旱的环境影响。比利时根特大学的Irina Petrova、Diego Miralles和同事研究了一系列气候模型在中度排放和高排放场景（IPCC的SSP2-4.5和SSP5-8.5场景）下干旱预测的可能偏差。随后他们用1998-2018年间每年连续干旱最长天数（称为最长年度干旱期）的历史观测数据校准了这些预测。

作者估计，到本世纪末，两种场景下经过校准的模型所预测的最长年度干旱期长度的增幅，可能比未校准模型的预测平均高出42–44%。这表明到2080至2100年，全球平均最长年度干旱期会比此前预测的长10天。作者还发现，在北美洲、南美洲和马达加斯加，校准模型预测的最长年度干旱期的增幅大约是未校准模型预测的两倍。

但他们也指出，在两种排放场景下，中亚和东亚校准模型预测的未来最长年度干旱期的减少量可能比未校准模型预测减少量多出近三倍。这一发现表明，一些地区出现更频繁降雨和洪水的风险会增加。

这些发现凸显出在全球重新评估干旱风险的必要性，并强调了纠正现有气候模型偏差以增加预测可信度的重要性。

根据《自然-人类行为》的一篇论文，人类可以在一次嗅闻中分辨按顺序释放的不同气味，速度比以前认为的快近10倍。

人类嗅觉经常被认为是我们反应最慢的感官，部分原因是快速化学动态带来的嗅觉感知的变化难以测量。精确控制气味释放的时间以及用高时间分辨率捕捉神经活动很困难，这阻碍了过去对嗅闻速度和我们区分味道能力的准确评估。

中国科学院大学的周雯和同事制作了一个仪器，能以高精确度（18毫秒内）将气味递送到人类的鼻子，来评估人类按顺序区分不同气味的能力。他们请229位参与者按顺序区别两种不同气味——包括类似于苹果、洋葱、柠檬、花香气味的化合物——这些气味以特定顺序或逆序呈递，气味间有不同的时间间隔。在另一项实验中，参与者对气味的混合物与其单独成分间的相似性进行评分。

作者发现，参与者只需一次嗅闻（通常持续1-3秒），就能分辨出以一个顺序然后再逆序呈递、间隔仅60毫秒的两种气味。他们还发现，当递送两种气味成分的间隔时间延长到100-200毫秒之间时，参与者会报告混合物闻起来更像先呈递的成分，而非后面的成分。这表明一种气味的成分到达鼻子的顺序对于识别气味特征很重要。

作者认为，我们的嗅觉感知比此前认为的要快得多，速度类似于对颜色的感知。作者指出，研究所使用的气味混合物成分通常在结构和气味质量上都不同。他们认为，区分结构更相似的气味可能会更难。

《自然》发表的一项针对超过十年的卫星数据的分析显示，林火的频次和燃烧强度上升或增加地表暖化。研究结果表明，之前忽略的一个因素可能会影响未来气候和火灾动力学。

林火的发生越来越频繁，规模也在扩大，最近几十年里，美国西部和西班牙东部等部分地区的林火规模是之前的两到三倍。更大的林火通常会导致更严重的植被损失，但这种裸地增加对气候的影响一直不能确定。

中国西北农林科技大学的岳超和同事分析了2003年至2016年北部温带和北方森林（北纬40°–70°）野火事件的卫星数据。他们发现林火事件的一年后出现了大规模暖化效应——与之前的研究结果一致——但他们通过一个数学模型计算出林火规模会扩大北美和北半球亚洲东部的地表增温。该分析揭示了蒸散和地表反射会在林火事件一年后下降——下降程度与火灾规模成正比——说明地表因为比往年释放更少的水并吸收更多的入射辐射而升温。与此同时，在西伯利亚西部、中部和东南部以及欧洲东部未观察到地表增温效应增强，这些地区有混交林以及主要由落叶阔叶树构成的森林。

作者指出，这些树木或许有助于缓解火灾脆弱性，今后的林火缓解策略或能用增加森林内阔叶树的数量来弱化火灾后的地表增温。不过，仍需开展进一步研究评估阔叶树如何抑制欧亚森林的地表增温。

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