数千条微型鱼在15米高的瀑布上爬呀爬呀爬：刚果雨季的攀岩奇观｜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. 探究饮食与心脏病负担的关系

2. 证实黑洞质量存在“禁区”

3. 微型鱼类攀爬瀑布

4. 毛利人植物性饮食的证据
   

5. 木乃伊化的爬行动物揭示早期呼吸系统

6. 干细胞移植可有效治疗β地中海贫血

《自然-医学》发表的一项研究分析了204个国家30年间的数据，发现不良饮食仍是缺血性心脏病的主要因素之一。作者估计，与该疾病有关的不良饮食，在2023年导致了超过400万例缺血性心脏病相关死亡，和近9700万伤残调整生命年的损失。这些发现有助于深入理解特定饮食如何影响缺血性心脏病的模式，支持制定以营养为重点的策略，以减少健康影响。

缺血性心脏病在全球是死亡和残疾的一个主要原因，饮食被认为是其最重要的可改变风险因素之一。但评估特定饮食成分对此疾病全球负担的综合研究有限，而且此前研究往往集中于单一国家或特定饮食类型。

美国麻省总医院的Min Seo Kim和同事分析了1990-2023年间204个地区关键健康指标的全球数据，包括死亡率，以评估归因于13个饮食因素的缺血性心脏病死亡负担。其中包括水果、蔬菜、全谷物、坚果和种子、纤维、海鲜中的ω-3脂肪酸、ω-6多不饱和脂肪酸、豆类、红肉、加工肉类、含糖饮料、反式脂肪酸，以及钠。作者发现，2023年全球406万例缺血性心脏病相关死亡与不良饮食有关。具体而言，饮食摄入的全谷物和ω-6多不饱和脂肪酸不足、钠摄入过高，以及坚果和种子摄入不足，是该病死亡的主要因素。

作者还报告，同一年有9684万伤残调整生命年与饮食相关缺血性心脏病有关。从区域来看，自1990年以来，饮食所致缺血性心脏病下降最大的是澳大拉西亚（-77.32%）、西欧（-69.78%）和高收入北美地区（−64.41%），同一时期撒哈拉以南非洲中部上升了20.86%。发展中国家经常面临与营养不良及难以获得保护性食物（如全谷物、水果、蔬菜、ω-3脂肪酸）的缺血性心脏病负担，而发达国家更多承担过度摄入有害膳食成分（如加工肉类和含糖饮料）的负担。

作者报告了不同区域和人群间的巨大差异，认为需采取针对性措施，同时应对保护性食物摄入过少和有害饮食成分摄入过多的问题。他们提到了本研究的一些局限，包括依赖观察性证据、数据质量参差不齐，以及可能存在影响饮食和疾病的未测量因素。

据《自然》报道，在LIGO–Virgo–KAGRA（一个全球引力波天文台网络）发表的针对双黑洞系统的第四版引力波瞬变目录（GWTC-4）数据中，研究者检测到了黑洞质量存在“禁区”的证据。这些发现支持了特定质量黑洞因不稳定性而无法存在的证据，但仅在次质量黑洞（特定双黑洞系统中较小的那个）中出现。这些发现或为恒星和黑洞的演化提供了见解。

恒星演化理论预测，某些超大质量恒星会发生称为“对不稳定超新星”的爆炸事件，其威力和破坏性之大足以不留下任何黑洞残骸。这一过程预计会在可存在的质量范围内形成缺口，即“对不稳定质量缺口”，预测范围为太阳质量的50-130倍。此前缺乏此类缺口存在的证据，但引力波天文台是探测对不稳定超新星爆发结果的一个可靠途径，因为它们能够探测此类巨大宇宙事件发出的信号。

LIGO–Virgo–KAGRA合作组（包括美国、意大利和日本的天文台）发布的第四版引力波目录数据聚焦于双黑洞系统内的质量分布。澳大利亚蒙纳士大学的Hui Tong和同事报告，分析结果提供了此类系统中次质量黑洞的对不稳定质量缺口的证据。这类缺口在双黑洞系统的较大黑洞中未见，但在约44-116太阳质量范围内不存在次黑洞。作者认为，这一缺口与双黑洞自旋行为变化的质量范围一致，可能反映了潜在的对不稳定性过程。

作者提出，此类系统中的主黑洞可能存在于该“禁区”质量缺口内，因为其形成方式可能与对不稳定性超新星形成的次黑洞不同。这些发现有助于加深对超大质量恒星演化的理解。

《科学报告》报告了发生在刚果民主共和国境内的小眼副克奈氏鱼（Parakneria thysi）攀爬瀑布的首个文献记录证据。研究人员报告称，数千条体长均不足5厘米的鱼类通过摆动鱼鳍并左右扭动身体，耗时约10小时攀越了这座15米高的瀑布。

虽然全球范围内已有数种彼此亲缘关系较远的鱼类被观察到具有垂直攀爬能力，但此类行为往往缺乏充分记录，关于小眼副克奈氏鱼的报道也多为零星传闻。

刚果民主共和国卢本巴希大学的Pacifique Kiwele Mutambala、比利时中非皇家博物馆（RMCA）的Emmanuel Vreven和同事于2018年和2020年期间，四次记录到数千条小眼副克奈氏鱼攀爬刚果民主共和国的卢维隆博瀑布（Luvilombo Falls）的垂直岩壁。他们观察到，在降雨充沛年份的雨季尾声（4月至5月），体长介于37至48毫米的鱼类会表现出这种行为。研究人员观察到，这些小眼副克奈氏鱼紧贴瀑布的垂直岩壁，利用胸鳍和腹鳍（其腹面带有钩状突起）以及身体后半部的侧向波浪状摆动来向上攀爬。

作者估算，一条鱼平均需要约9小时45分钟才能爬上卢维隆博瀑布顶端。其中包括15分钟的持续移动、30分钟的短暂停顿以及9次各持续1小时的休息。他们还指出，若鱼体被水柱击中，尤其是在倒挂攀爬以绕过突出石壁时，存在坠落风险。

研究人员推测，小眼副克奈氏鱼可能在暴雨中被冲至下游后，为重新占据上游栖息地而攀爬卢维隆博瀑布，或是为了迁移至食物竞争较少且捕食性鱼类（如中间锡伯鲇Schilbe intermedius）较少的区域。他们提醒，等待攀爬瀑布的鱼类面临被使用非法蚊帐的渔民捕获的风险；若旱季为灌溉农作物而将卢维隆博河水引至瀑布上游，该河的生物多样性可能受到威胁。他们建议对该生态系统实施全面保护。

根据《自然-通讯》的一篇论文，一些18世纪奥特亚罗瓦（Aotearoa，新西兰的毛利语名）的内陆毛利族群，可能近乎完全以植物为食。作者提出，这是关于奥特亚罗瓦毛利群体采用此种饮食类型首次得到直接证据证实。

人们已经知道，奥特亚罗瓦的早期毛利群体会狩猎、捕鱼、采集和耕作，获取海陆来源的广泛饮食。但在定居后，饮食变得具有地域特色。根据考古和历史证据，居住在今汉密尔顿市（Kirikiriroa）附近的内陆毛利群体自16世纪起加强了园艺种植，耕种番薯、芋头和薯蓣。尽管有种植的证据，但人们对这一地区毛利饮食所知甚少。

新西兰BioArch South的Rebecca Kinaston博士和同事与Waka Kotahi Tangata Whenua工作组（由当地Waikato毛利人代表组成，包括对土地有习惯权威的Ngāti Maahanga、Ngāti Wairere、Ngāti Koroki Kahukura 和Ngāti Hauā 部落及亚部落）合作，研究了7名Waikato 毛利人的祖先遗骸（kōiwi tangata），调查该地区过去的饮食和人口活动情况。这些个体年代大约在公元1700-1780年间。对这些先祖（tūpuna）的同位素分析表明，这一群体主要依靠植物性饮食生活（由番薯和芋头等淀粉类食物组成），少有摄入富含蛋白质的食物（如肉和鱼）的证据。这些发现得到这一地区现存园艺证据以及与食用软质淀粉类食物有关的牙齿磨损和蛀牙模式的支持。该人群中两名儿童（一男一女）似为当地人，可能在出生2-3年内断奶后就开始食用植物性食物。

这项研究提供了毛利人群体主要依靠植物性饮食的已知首批证据，揭示了密集的园艺实践如何与当地环境知识结合，塑造了奥特亚罗瓦内陆的日常食物选择和粮食安全。

《自然》本周发表的一篇论文描述了一个爬行动物木乃伊化的化石残骸，测定形成于2.89-2.86亿年前，展示出早期羊膜动物（包括蜥蜴、鸟类和哺乳动物）通过肋骨运动呼吸。这些化石揭示了可能是陆地脊椎动物已知最古老的、保存完好的软骨和蛋白质痕迹。这些发现为最初的爬行动物如何在陆地上呼吸提供了新的线索。

从水中到陆地是脊椎动物演化的一大步，早期羊膜动物需要新的方式呼吸，以在干燥环境中生存。较早的羊膜动物主要依靠喉部和皮肤呼吸，后期则使用肋骨和胸腔将空气吸入肺部。由于软组织几乎不会形成化石，因此缺少这一转变如何以及何时发生的直接证据。

加拿大多伦多大学的Robert Reisz、Ethan Mooney和同事分析了早期爬行动物大鼻龙（Captorhinus）的一具遗骸，其发现于今美国俄克拉荷马州的一个早二叠世洞穴系统。这些保存完好的标本被封在细泥中并被油浸透，揭示了此前未知的结构。其中包括保存完好的三维皮肤、肋骨和肩周围软骨，以及软骨、骨骼和皮肤中的蛋白质痕迹。这些化石包含多部分组成的软骨胸骨、至少四对胸肋骨、中间肋、长颈肋延伸和软骨。这些结构表明了胸廓如何与肩带相连，形成与现生爬行动物相似的灵活呼吸系统。

作者总结说，这是已知最早的完整羊膜动物胸廓，其软骨呼吸组成部分完好。这些发现表明，早期羊膜动物有软骨胸骨，并利用肋骨活动呼吸，可能支持了后来运动、进食和躯体形状的演化改变。这些化石还显示出，软组织和蛋白质能够比预想的保存更久，尽管其保存可能有赖于这一地点不同寻常的洞穴环境，意味着此类发现仍将十分罕见。未来工作可以调查这些特征在其他早期羊膜动物中的普遍程度。

《自然》发表的一项研究指出，干细胞移植可能是恢复β地中海贫血患者血红蛋白生成的一种快速有效的方法。这项在I期临床试验中展示的治疗方法，未来有望减少部分患者的输血依赖，尽管还需要进一步的试验来证实这些发现。

β地中海贫血是一种血液疾病，其特征在于无法正确合成血红蛋白的β亚基，这可能导致贫血和红细胞生成缺陷。该亚基合成缺陷可由β珠蛋白基因（HBB）中已知的350多种不同突变引起，目前主要通过定期输注红细胞进行治疗，这对患者而言可能十分艰辛。胎儿血红蛋白（HbF，在胎儿期表达，出生后逐渐减少）缺乏β亚单位；因此，提高其水平可能成为治疗β地中海贫血的长期疗法。虽然可通过干细胞疗法提升HbF水平，但此前缺乏相关临床试验来验证这一方法。

中国上海科技大学的陈佳和同事报告了一项I期临床试验的结果，其中5名重度β地中海贫血患者接受了一次性自体修饰干细胞输注。研究人员利用碱基编辑技术修饰了特定的结合位点，从而重新激活了负责HbF合成的基因。受试者在干细胞输注后一个月内便停止了定期红细胞输血。输注三个月后，观察到总血红蛋白和HbF浓度分别为每分升12.4克和11.5克，表明功能性血红蛋白的生成取得成功。在随访期间（中位随访时间为23个月），这些水平得以维持或进一步改善。

未来需要开展进一步的临床研究，以在更大样本量和更长时间范围内验证该治疗方案的效果。然而，这些结果表明，单次干细胞输注可能有助于部分患者摆脱对输血的依赖，重获独立。