告别玄学品鉴：一根电极“品”出优质黑咖啡 | 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. 血液过滤或可为子痫前期提供新疗法

2. 快速检测优质咖啡的新方法

3. 在罗马帝国衰亡时期塑造欧洲人的变迁

4. 空气中的微塑料可能导致大气变暖
   

5. 冥王星近亲天体周围存在稀薄大气层的证据

6. 传粉者支持着小农户的健康和收入
   

根据《自然-医学》发表的一项先导研究，一种血液过滤疗法能安全降低一种蛋白质水平，缓解与极早发重度子痫有关的高血压。这些结果来自动物模型和少量人类参与者。尽管还需要更大规模的研究，但这些发现表明，这种疗法有助于减缓孕期子痫前期进展，降低早产风险。

子痫前期是一种孕期疾病，会导致高血压，对母亲和胎儿都会造成严重影响。但目前对这种疾病除分娩外尚无其他治疗手段。随着子痫前期病情进展，一种称为sFlt 1的胎盘蛋白水平随之上升，该蛋白被认为在疾病发展中发挥重要作用。

美国西达赛奈医疗中心的Ravi Thadhani和同事测试了一种名为“单采术”（apheresis）的循环系统过滤技术，以从血液中清除sFlt 1。在怀孕狒狒的实验中，每次治疗能将sFlt 1水平减少约一半，3只狒狒中有2只产下健康幼崽，第三只因与治疗无关的分娩并发症死亡。随后作者在5名未妊娠的受试者中测试了这一技术，未观察到不良反应，之后便以这种方法治疗极早发子痫前期孕妇。有7名女性接受了一个周期的单采术治疗，9名接受了多个周期的治疗。在接受多个周期治疗的患者中，sFlt 1水平下降了16.7%，血压也轻微下降。母亲和婴儿在整个过程中状态均保持稳定。接受治疗的参与者入院后妊娠持续时间中位数为10天（相比之下，未获治疗女性的中位数为4天），与治疗有关的副作用较轻。

这一先导研究的发现表明单采术安全且耐受性良好，将sFlt-1从血液中移除或有助于减缓极早发子痫前期的进展而不损伤母亲或婴儿。但作者指出研究样本规模较小，强调需要更大规模的对照性研究，评估这一方法是否能可靠地延长妊娠期并改善临床结局。

《自然-通讯》报道了一种快速简便的测试方法，用于测量黑咖啡的浓度与烘焙程度。该方法无需复杂的样品制备，便能提供一种快速评估咖啡风味特征的可靠途径。

现有的咖啡评估方法通常依赖于品鉴小组或间接测量，例如估算样品中溶解物质的含量。然而，这些方法无法区分由烘焙程度或冲煮方式导致的化学差异。其他实验室技术虽然能够识别单个分子，但速度慢、成本高，且通常不适合常规使用。

美国俄勒冈大学的Christopher Hendon和同事报告了一种利用名为“循环伏安法”的电化学测试，快速评估黑咖啡浓度的方法。该测试通过施加电压并测量咖啡在电场作用下产生的电流，从而能够区分浓度和烘焙程度的差异。研究人员观察到饮品浓度与总电荷量之间存在线性关系，且随着样品烘焙程度加深（颜色变深），这些信号也会变弱。这种信号减弱归因于咖啡因等与烘焙程度相关的分子在测量过程中附着在铂电极上。通过与一家英国烘焙商质量控制流程中的颜色和风味描述进行对比，验证了该方法的有效性。作者认为，该测试有助于区分外观相同、溶解固体读数相近但风味各异的冲煮咖啡批次。

这些结果表明，该测试可作为评估咖啡成分的一种灵敏且可靠的方法，对行业现有的评估工具起到补充作用。

《自然》发表的一项研究揭示了西罗马帝国崩溃后中欧的家庭结构和人口变化。这一时期，原本遗传上大不相同的群体互相融合，催生了新的社会形态，这一过程塑造了与现代中欧相似的遗传格局。

从公元4世纪到7世纪，中欧从古典时代晚期过渡到中世纪早期。这一变迁以西罗马帝国覆灭、基督教传播等重大事件以及该地区政治格局的改变为标志。然而，人们对于普通人在此期间的生活状况所知不多。

德国美因茨约翰内斯古腾堡大学的Jens Blöcher、Leonardo Vallini、Joachim Burger和同事分析了258个德国南部古代墓地中从晚期罗马到中世纪早期（公元400-700年）的人类基因组。他们的发现表明，在晚期罗马，这一地区有两组遗传上截然不同的人群——北方血统的人群和罗马定居点的居民。后者具有高度遗传多样性，祖先源自整个欧洲，甚至来自亚洲。罗马帝国的瓦解使许多群体流动性增强，使新的社会兴起。尽管存在遗传多样性，这些不同本地群体发生了融合，共享相同的物质文化。作者发现，男性的预期寿命为43.3岁，女性为39.8岁，生育可能是女性早亡的一个主要风险因素。但这一地区的大多数儿童（81.8%）成长中至少有一名在世祖父母。作者指出，随着基督教的兴起，核心家庭和终身一夫一妻制逐渐受到重视。

作者总结说，这些发现为古典时代晚期到中世纪早期的过渡——包括欧洲亲属系统的起源——提供了新见解。他们认为，这种转型相当复杂，不应仅通过“蛮族与罗马帝国的冲突”这一传统视角来看待。数据表明，迁徙并非大规模发生，而是以较小的、基于家庭或亲属的群体形式出现。

悬浮在大气中的有色微塑料和纳米塑料，其导致全球变暖的程度或相当于黑碳（即烟尘）所致变暖的16.2%，且在海洋垃圾带上空的数值更高。《自然-气候变化》发表的这项研究表明，这些颗粒可能是此前未被认知的气候变暖贡献因素，未来的气候评估中应将其作用纳入考量。

微塑料和纳米塑料源于较大塑料废弃物的碎裂，其直径范围从1纳米到500微米不等。通过大气过程的输送，它们已被检测到存在于全球各地的环境中，从城市到偏远地区。此前研究曾指出，空气中塑料对大气变暖的贡献微乎其微，但此类分析往往假设塑料颗粒无色，而现实中的塑料通常含有颜料。

中国复旦大学的付洪波和同事利用高分辨率电子能谱技术考察了单个微塑料和纳米塑料颗粒的行为，并将这些测量结果与大气传输模拟相结合。他们发现，与白色颗粒相比，黑色和彩色颗粒能强烈吸收阳光。在假设这些颗粒的全球大气浓度符合实际的情况下，研究报告称，纳米塑料颗粒的有效辐射强迫（即行星大气吸收和释放太阳辐射的平衡）为每平方米0.033 ± 0.019瓦特，微塑料颗粒则为每平方米0.006 ± 0.003瓦特。这一辐射强迫相当于黑碳排放辐射强迫的16.2%。黑碳是一种众所周知的导致全球变暖的空气污染物。尽管这种变暖效应在全球范围内微乎其微，但在塑料浓度较高的海洋区域（如北太平洋垃圾带），其变暖效应最高可达黑碳的4.7倍。

研究结果表明，空气中的塑料颗粒（尤其是有色纳米塑料）会导致大气变暖，并可能影响区域气候模式。作者指出，实验室实验是对大气过程的简化模拟，微塑料和纳米塑料颗粒的全球分布仍需通过观测数据进行更精确的约束。需要进一步研究以全面确定微塑料和纳米塑料如何导致地球变暖，并改进气候模型中对它们的表征。

《自然-天文学》发表的一项研究指出，对冥王星外侧遥远天体的观测表明，该天体周围存在一层稀薄的大气层，其形成可能源于冰火山活动，或由彗星状天体的撞击所致。这表明，即使位于太阳系边缘的相对较小天体，至少在一段时间内也可能拥有大气层。

绕行于海王星轨道之外的天体被称为海王星外天体，是太阳系形成过程中的残留物。其中，只有矮行星冥王星拥有被明确探测到的大气层。 

日本国立天文台的有松亘（Ko Arimatsu）和同事通过观测恒星掩星现象——即该天体从恒星前方经过——对编号为（612533） 2002 XV93的天体进行了研究。2024年1月，研究团队利用京都和长野县的专业天文台，以及福岛一位业余天文学家运营的望远镜，在日本三处不同地点观测了这一现象。在某些观测中，当该天体从恒星前方经过时，恒星光线在数秒内逐渐变暗，而非突然变暗。这种现象符合天体周围存在薄层气体（即大气层）的预期表现。研究人员计算得出，该大气层的密度约为地球大气层的500万至1000万分之一，并推测其可能由冰火山喷发的气体维持，或者属于短暂存在的现象——由近期彗星状天体撞击后释放的物质所形成。

这一发现挑战了此前“浓密大气层仅形成于较大行星周围”的假设。未来需要进行更多观测，特别是更多掩星观测或利用空间望远镜的测量，以了解大气随时间的变化，并更好地理解其形成机制。

《自然》发表的一项研究显示，在尼泊尔的农业社区中，昆虫传粉者物种贡献了超过40%的家庭收入和大比例的关键营养摄入（例如维生素A摄入量的20%以上）。这项研究表明，传粉者和人类的关系对于维持环境和人类健康都至关重要。

传粉者物种的减少很大程度上源于栖息地丧失和人因气候变化，这可能会减少富含关键营养素作物的产量和消费，进而导致死亡率和患病率上升。但很难准确预测这些影响将在我们生态系统的何处显现，因而难以针对性地采取干预手段来应对传粉者减少。

英国布里斯托尔大学的Thomas Timberlake和同事观察了尼泊尔10个小农社区中776人的饮食、营养状况、耕作方式和社会经济状况，并记录了支持其营养和生计的传粉物种。他们发现，昆虫传粉者直接贡献了44%的农场收入，和超过20%的维生素A、叶酸和维生素E摄入。作者随后建立模型，模拟了至2030年的3个主要场景下——极端（完全丧失本地传粉物种）、维持现状（基于当地蜜蜂数据，对当地传粉者衰退情况的保守估计）和恢复（积极管理传粉服务，确保授粉不成为产量限制因素）——传粉群体改变会如何影响人类的营养和生计。在所有场景下，传粉者衰退都与营养摄入和家庭收入降低有关，维生素A和C、叶酸和钙是受影响最大的营养素。至2030年，在极端和“维持现状”场景下，传粉者丧失预计会分别造成44%和14%的家庭农业收入减少。但在恢复场景下，家庭收入预计增加15%，营养摄入也将有所改善，预计将有更多人能够获得水平充足的关键微量营养素。

这一框架是一个清晰的示例，显示出人类在收入和营养上对小型传粉物种的依赖。