《PNAS》八大生物类热点文章

　　《PNAS》（美国国家科学院院刊）是与Nature、Science齐名，被引用次数最多的综合学科文献之一，PNAS收录的文献涵盖生物、物理和社 科学，主要内容包括具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。近期其最受关注的文章（生物类）如下：

The biomass distribution on Earth

近日，一篇论文PNAS期刊上刊登，该文章通过对全球生物圈生物总量进行研究，通过研究发现，人类占生物总量的0.01%，但从人类文明诞生至今，已经毁灭了83%的野生动物和一般的植物。

文章首次综合评估了每一类生物比重，并推翻了一些固有假设：细菌确实是一种重要的生命形式，占所有生物的13％；植物比例很大，占所有生物的82％；而所有其他生物，从昆虫到真菌、到鱼类和动物，仅占世界生物量的5％。

其中有两个主要观点：首先，人类在开采自然资源方面非常猖狂，人类已经捕杀、甚至灭绝了大陆大部分地方的野生哺乳动物，因为人类把他们当做食物或娱乐消遣物。其次，陆地植物的生物量在全球绝大部分范围内占主导地位，而且大多数生物量都是以树木的形式出现。

因此，加强野生哺乳动物的保护，绿会也会做更加积极的行动以保护野生动物保护，尤其是野生哺乳动物。至今，绿会对野生动物保护的行动提现在方方面面，如在穿山甲保护上，绿会一直积极关注穿山甲问题，揭发了广西等多处穿山甲走私和消费现象；绿会志愿者揭秘穿山甲全国养殖地图；又如绿会建设中华保护地，为鹭鸶等哺乳动物居所提供安全住处，今年我们还在海外成立了首个野生动物保护地——奥肯耶狮子社区保护地。

β-Amyloid accumulation in the human brain after one night of sleep deprivation

研究人员发现，睡眠不足的人一夜之间β-淀粉样蛋白淀粉样蛋白就会显著增加，而这种物质在神经元间会形成妨碍大脑功能的斑块。

该研究作者、美国国家酒精滥用和酒精中毒研究所研究员Shokri Kojori表示，依据此次研究，他认为，即使一个晚上的失眠也会导致大脑充满有害的β-淀粉样蛋白化合物。他说，“我认为这一假设是非常合乎逻辑的，它与先前的研究结论也是一致的。”

研究人员在背景资料中指出，以前的小鼠和人类研究发现，睡眠过少与大脑中淀粉样β蛋白的积累之间存在潜在联系。然而，许多研究依靠的都是自我报告形式的睡眠质量记录。

因此Shokri Kojori和他的团队决定创造一种新的实验方式，能更精确地检测失眠对人类β-淀粉样蛋白水平的影响。

他们招募了20名没有脑部疾病史的健康人，并让他们在实验室里待了两个晚上，一组晚上可以休息，另一组晚上不睡觉。两天后的早晨，参与者接受脑部扫描来评估他们的β-淀粉样蛋白水平。

研究人员发现，与良好睡眠的一组相比，睡眠不足组人员的大脑中β-淀粉样蛋白显著增加。此外，在他们大脑中重要的记忆区域也观察到了β-淀粉样蛋白的增加。

专家认为，每一个神经元都有助于大脑中β-淀粉样蛋白的产生，当人们不睡觉时，他们的神经元会持续工作，可能导致产生更多的β-淀粉样蛋白。

Gut microbiota regulates maturation of the adult enteric nervous system via enteric serotonin networks

当应用抗生素治疗细菌感染性疾病时，整个肠道的微生物环境以及它们与宿主之间的相互作用都被改变，而且影响巨大。

也就是说，抗生素滥用对肠道菌群的破坏是长久且不可逆的，而肠道菌群紊乱首要受创者就是我们的肠神经系统。

近日，哥德堡大学的Filipe De Vadder等人确定了肠道菌群和肠神经元之间的通信机制。

他们发现5-羟色胺（5-HT）释放和5-HT受体（5-HT4R）的激活是其关键，表明肠道菌群与ENS之间存在强烈的相互作用，还提出了将肠道菌群失调与胃肠道疾病联系起来的潜在机制。

Flynn effect and its reversal are both environmentally caused

来自于挪威Ragnar Frisch经济研究中心的两位科学家Bernt Bratsberg和Ole Rogeberg发现：人类的IQ值一直在缓慢下降！

研究团队分析了参加挪威强制服兵役的年轻男子的IQ测试结果。从1970年到2009年，他们共采集了73万份数据。结果显示，平均每一代人IQ值会下降7分，这与约70年前的测试结果明显相反。

当然，也不全是坏消息。研究人员还发现一些家庭之间的差异，揭示IQ值下降可能是源于环境因素。他们指出，例如读书少、玩游戏多等生活方式的改变，可能是导致这种下降的原因之一。

遗憾的是，其他研究团队也发现了类似的结果：来自于英国的研究小组最新发现，二战结束之后，人类智商平均每10年下降2.5-4.3分。去年12月，美国科学家们证实，每周至少吃鱼一次的儿童，比很少吃鱼甚至不吃鱼的儿童，睡眠更好，且智商分数高出四分之一！

Gravity of human impacts mediates coral reef conservation gains

热带珊瑚礁对维护生态系统和为人类提供鱼类资源都起到举足轻重的作用，但是珊瑚礁的健康状态在世界范围内都出现下降。为此，世界各国都建立了海洋保护区，通过禁止捕鱼等措施来保护珊瑚礁的生态系统。但是在海洋保护区周边的人类活动对保护区生态保护作用的影响仍然没有得到足够的研究。

澳大利亚詹姆斯库克大学 (James Cook University) 的研究人员对全球 1800 多个热带珊瑚礁进行了研究。他们发现海洋保护区周边的人群即使遵守保护区的生物保护规章，他们的活动仍然会对保护区的生态保护作用产生影响。周边人类活动程度高的海洋保护区中几乎无法发现在珊瑚礁生态系统中存在的顶级捕食者。这些顶级捕食者只有在周边人类活动程度低的海洋保护区中才能发现。

而周边人类活动程度中等的海洋保护区与开放捕鱼的海域相比，在提高珊瑚礁鱼类生物量 (fish biomass) 方面的效果相对最高。这意味着根据环保目标的不同，海洋保护区应该设立在不同地区。在人类活动程度中等或高的地区设立保护区能够显著提高鱼类生物量。但是如果环保目标为保护珊瑚礁生态系统中的顶级捕食者，那么保护区需要设定在人类活动程度低的海域。

Ibuprofen alters human testicular physiology to produce a state of compensated hypogonadism

Correction for Kristensen et al., Ibuprofen alters human testicular physiology to produce a state of compensated hypogonadism

一项研究报告中，来自丹麦和法国的研究人员通过研究发现，长期定期服用止痛药布洛芬或会让男性患上一种名为补偿性腺机能减退的疾病。

文章中，研究人员对给予志愿者布洛芬，同时监测参与者机体激素水平和精子的产生情况。为了更深入地阐明长期服用抗炎药物布洛芬对男性生育力的可能性影响，研究人员对年龄在18-35岁之间的31名男性进行研究，让这些参与者每日摄入600毫克（3片）的布洛芬，持续6周时间，其他志愿者则给予安慰剂进行对照研究；在研究的过程中，研究人员还对志愿者进行检测来确定布洛芬是否会影响机体其它的功能。

研究者表示，在仅仅两周时间里他们就发现，所有患者机体中的促黄体生成素水平增加了，机体能够利用促黄体生成素来调节睾酮的产生，该激素水平的增加提示布洛芬或许会诱发睾丸中特定细胞出现问题，从而抑制睾丸产生睾酮，进而抑制精子的产生；这种改变或会通过产生更多的其它激素来促进脑垂体产生反应，从而也会驱动机体产生更多睾酮，最终导致机体睾酮的水平保持不变，但机体却会处于过分紧张状态来补偿布洛芬所产生的有害影响，这种状态就称之为补偿性腺机能减退。

Body weight homeostat that regulates fat mass independently of leptin in rats and mice

研究人员发现大小鼠体内有一套维持体重平衡的调节系统。而且，这一感知系统与骨骼细胞有关，且独立于瘦素。 这一体系类似于体重计（bathroom scales），能够感知身体体重、体脂的变化，并通过向大脑传递信号，保持体重的平衡。

他们以“肥胖”小鼠为模型（将不同质量的胶囊植入小鼠体内，达到人为增加体重的目的），研究发现小鼠下肢的骨骼细胞负责“感知”体重。如果体重增加，大脑会接收到相关信号，从而减少食物的摄取量，试图维持体重的平衡。而且，额外的体重会导致小鼠体内脂肪减少、血糖水平身高。 研究人员推测，当坐下时，该体重感知体系会产生“错觉”（认为体重减轻），从而增加饮食量。他们认为，将瘦素与该机制结合，有望成为治疗肥胖的有效疗法。

E-cigarette smoke damages DNA and reduces repair activity in mouse lung, heart, and bladder as well as in human lung and bladder cells

E-cig主要通过气溶胶传递刺激性的尼古丁，使吸烟者获得即时的满足。与含有亚硝胺和大量致癌化学物质的传统卷烟不同，电子烟的烟雾(ECS)含有尼古丁和相对无害的有机溶剂。事实上，了解E-cig的致癌性是一个紧迫的公共卫生问题。因为致癌物质在人类中诱发癌症需要几十年的时间，而动物模型和细胞培养模型是解决这个问题的合理选择。

纽约大学医学院环境医学教授Yang-shong Tang表示，在他们的实验中，让小鼠暴露在含有尼古丁和液体溶剂的电子烟蒸汽中，随后还将小鼠分开暴露在尼古丁和溶剂中。

人类和动物细胞中细胞色素p450酶可以代谢和转化NNK、NNAL和NNN，从而改变DNA和蛋白质。这一发现提出了一种可能性，即在任何特定时间内，在E-cig吸烟者的血液中检测到的这些亚硝胺水平可能严重低估了尼古丁的亚硝化水平。

Tang团队采用的方法是检测尼古丁诱导的DNA损伤，而不是检测亚硝胺水平，以解决ECS潜在的致突变和致癌作用。值得注意的是，在体内DNA损伤可以持续数小时甚至数天。因此，该方法不仅直接，而且对测定ECS的致癌性也更为敏感。

Tang说：“我们发现，单靠溶剂并不会造成DNA损伤。”研究人员还将人工培养的人类肺和膀胱细胞暴露于尼古丁，并发现了同样的效果——造成DNA损伤和抑制DNA修复。而且，这种损伤既可以从DNA上看出，也可以从自身修复的能力上看出来，使细胞更容易发生突变并发展成癌症。