4月22日外媒科学网站摘要：全球陆地水储量正经历异常加速流失

4月22日（星期二）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《科学》网站（www.science.org）

冷冻电镜技术重大突破：极低温成像难题被攻克

英国科学家通过改良冷冻电子显微镜技术（cryo-EM），成功攻克了困扰学界四十年的极低温成像难题。这项突破性研究将蛋白质结构观测分辨率提升1.5倍，为药物研发尤其是细胞膜蛋白研究开辟了新路径。

冷冻电子显微镜技术通过电子束轰击冷冻蛋白质样本获取原子级图像。早在上世纪八十年代，研究人员就发现液氦冷却理论上能减少电子束损伤，但实际成像效果反而比液氮更模糊。英国医学研究委员会分子生物学实验室（LMB）的最新研究揭示了关键原因：在接近绝对零度的极低温环境下，包裹蛋白质的冰层会发生膨胀变形，导致样本位移。

研究团队通过两项关键技术改良解决了这一难题。首先将传统铜制样本台替换为导热性更好的金材料，有效消除电荷干扰；其次将样本孔径从400纳米缩小至100纳米，显著抑制了冰层变形。在13K极低温条件下，改良后的系统成功将分辨率提升至埃级（十分之一纳米）。这项成果已发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。

该突破对生物医学研究具有重大意义。细胞膜蛋白作为重要的药物靶点，由于难以结晶而无法使用X射线晶体学解析。冷冻电镜分辨率的提升将突破现有观测极限，使科学家能够解析更小的蛋白质结构。目前，主流显微镜制造商已着手开发新一代液氦冷却系统，预计将推动结构生物学研究进入全新发展阶段。

《科学通讯》网站（www.sciencenews.org）

万亿吨水去哪了？科学家警告全球水资源正加速流失

最新研究显示，21世纪以来全球陆地水储量正以惊人速度减少。根据《科学》（Science）杂志最近发表的研究报告，2000-2020年间，包括地下水、土壤水分和地表水在内的陆地水系统损失了数万亿公吨水资源，这一现象远超冰盖融化的影响范围。

韩国首尔国立大学研究团队通过多源卫星数据证实，仅2005-2015年十年间，全球陆地水储量就减少了1.3万亿公吨，直接导致海平面上升3.5毫米。其中土壤水分流失最为严重，2000-2002年间骤减1.6万亿吨水，年均影响相当于海平面上升2毫米，这一数据是同期格陵兰冰盖融化影响的两倍以上。

美国亚利桑那大学专家分析指出，气候变暖导致的水循环加剧是主因。一方面，高温加速了地表蒸发和植物蒸腾；另一方面，降水模式改变使得更多降水直接形成径流入海，而非补给土壤和地下水。研究显示，这种趋势与全球干旱区扩张同步，而人类地下水超采行为更使情况雪上加霜。

科学家警告，按照当前趋势，这种水资源流失将持续恶化。由于干旱区扩张速度已超过湿润区增长，自然恢复可能性极低，这将给全球生态系统和人类生存带来严峻挑战。研究强调，必须建立跨学科的水资源监测体系，才能有效应对这场正在蔓延的"水危机"。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、脑机接口新突破！软质脑干植入让失聪者重获清晰听力

过去几十年，人工耳蜗作为最成功的神经科技设备，帮助许多听障人士恢复听力。但对于耳蜗神经严重损伤的患者，听觉脑干植入（ABI）是一种潜在替代方案。然而，现有ABI采用刚性植入体，难以与组织良好贴合，导致医生通常需关闭大部分电极以避免副作用（如眩晕或面部抽搐），使得使用者仅能感知模糊声音，言语识别能力有限。

近期，瑞士联邦理工学院（EPFL）软质生物电子界面实验室团队开发出一款柔性薄膜ABI。该装置将微米级铂电极嵌入硅胶基质，形成厚度不足1毫米的可弯曲阵列。这种设计通过提升组织贴合度，有望减少非目标神经激活和副作用。

研究团队在听力正常的猕猴中进行了系统性行为实验。通过训练动物完成听觉辨别任务，研究人员评估了电刺激与自然听觉的匹配程度。实验表明，猕猴对软质ABI刺激的反应与真实声音几乎无异，且未出现面部抽搐等副作用，证明该技术的可行性和安全性。

此外，软质ABI的柔性微加工特性使其能适配不同解剖结构，未来可通过增加电极数量或优化布局进一步提升性能。当前版本配备11个电极，未来可能大幅扩展。

该研究发表于《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）杂志。团队计划与临床机构合作，在人类ABI手术中进行术中测试，验证其减少神经误激活的效果。这项技术为无法使用人工耳蜗的患者提供了新的希望，有望在未来实现更精准的听觉恢复。

2、欧洲马铃薯基因组解码：基因库有限但差异显著

一个国际研究团队成功解码了多个历史马铃薯品种的基因组，并开发出高效分析数百个马铃薯基因组的新方法。

马铃薯是全球超过13亿人口的主粮，但其育种进展缓慢，部分流行品种甚至培育于数十年前。这一困境源于马铃薯基因组的复杂性——每个细胞含有四套基因组副本，远超普通作物的两套，使得传统杂交育种面临巨大挑战。

该研究由德国慕尼黑大学、马克斯·普朗克植物育种研究所等机构与中国西安交通大学的科学家合作完成。团队选取了18世纪以来的历史品种进行测序，发现现代欧洲马铃薯的遗传多样性极低，仅十个品种就覆盖了约85%的遗传变异。这一现象归因于“瓶颈效应”：马铃薯自16世纪从南美洲引入欧洲时，适应环境的个体稀少，随后又因病害（如1840年代导致爱尔兰大饥荒的马铃薯晚疫病）进一步缩减基因库。

然而，研究也发现，尽管基因库狭窄，马铃薯单个染色体副本间的差异却异常显著，差异程度达到人类的二十倍。这种变异可能源于马铃薯在南美洲驯化初期（约一万年前）的野生种杂交。

基于解码结果，团队开发了一种新方法，可快速比对欧盟约2000个注册马铃薯品种的基因组数据，大幅提升育种效率。该方法已在经典品种“Russet Burbank”（1908年培育，至今仍是炸薯条主要原料）上验证成功。研究团队表示，基因组数据的完善将为传统育种和基因编辑等新技术提供关键支持，推动马铃薯育种的突破性进展。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、健康老龄化不是梦！哈佛最新研究揭示最佳饮食策略

美国哈佛大学陈曾熙公共卫生学院、丹麦哥本哈根大学及加拿大蒙特利尔大学的联合研究发现，以植物性食物为主、适量摄入健康动物性食物并减少超加工食品的饮食模式，可显著提高健康老龄化的概率。健康老龄化定义为70岁及以上时未患重大慢性疾病，且认知、身体及心理健康状态良好。

该研究追踪了10.5万名39-69岁的参与者，历时30年，分析了八种饮食模式的影响，包括替代健康饮食指数（AHEI）、降压饮食法（DASH）、星球健康饮食指数（PHDI）等。这些饮食模式均强调水果、蔬菜、全谷物、坚果和豆类的摄入，部分包含适量鱼类和乳制品。

结果显示，AHEI饮食表现最佳，其参与者在70岁和75岁时健康老龄化的概率分别比最低组高86%和2.2倍。PHDI饮食同样表现优异，注重植物性食物以减少对环境的负担。相反，超加工食品（如加工肉类和含糖饮料）的高摄入会显著降低健康老龄化概率。

研究人员指出，健康饮食模式可灵活调整以适应个人需求，但总体应以植物性食物为主，辅以适量健康动物性食物。该研究为未来膳食指南的制定提供了重要依据，但也存在局限性，如参与者均为医疗行业从业者，未来需在更广泛人群中验证结论的普适性。

2、人类文明的暗面：远古居所暴露人类社会的贫富裂痕

考古证据表明，人类居住历史中很早就出现了社会不平等。在坦桑尼亚奥杜威峡谷发现的石质结构可能是约170万年前早期人类建造的居所，但明确的永久性住房直到约2万年前才出现。从那时起，随着定居社会的发展，住房遗迹不仅反映了人类生活方式的演变，也揭示了日益加剧的社会不平等。

在《美国国家科学院院刊》（PNAS）的一期特刊中，来自全球的学者利用一个包含5.5万条住房面积数据的考古数据库，分析了住房规模与不平等的关系。该数据库由美国国家科学基金会资助的“全球不平等动态（GINI）项目”建立，涵盖从意大利庞贝古城到欧亚非及美洲的众多遗址，时间跨度从约1.2万年前至工业革命前夕。

研究发现，住房面积的差异与财富不平等密切相关。在前工业社会中，住宅大小的变化可以保守估计当时的财富差距。特刊中的研究还探讨了经济增长与不平等的关系，发现极端不平等往往出现在土地成为稀缺资源并被垄断的社会中。然而，部分社会通过治理实践避免了不平等的恶化，表明制度安排对经济公平具有重要影响。

该研究强调，促进公平发展的关键在于制定政策，减少当前家庭生产力与未来增长之间的不平衡。考古记录不仅揭示了不平等的历史根源，也为现代社会应对经济差距提供了借鉴。（刘春）