想减重？或许要远离超加工食品；新石器时代的食人证据；海星消融病的“元凶”找到了 | 一周论文新鲜读

月光如水

8.11
本周值得读
来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。
1. 超加工食品摄入与减重 
2. 发现导致海星病的细菌 
3. 折叠薄片机器人可爬行和捡拾物品
4. 苏拉威西岛早期古人类活动
5. AI设计的仿生水下粘胶
6. 西班牙洞穴中发现新石器时代食人证据
7. 矿物短缺可能限制低碳转型
健康 | 超加工食品摄入与减重
Ultraprocessed or minimally processed diets following healthy dietary guidelines on weight and cardiometabolic health: a randomized, crossover trial
Nature Medicine
《自然-医学》发表的一项研究指出，超加工饮食对减重和降低心血管代谢疾病风险的效果或不如最少加工饮食，即使这两种饮食都遵循相同的国家饮食指南。研究结果基于一项对英国55名成年人开展的社群水平的临床试验，揭示了在整体营养构成之外，食品加工程度对特定健康结局的可能影响。 


全球超加工食物消耗量在近几十年里快速增加，而肥胖症以及2型糖尿病和心血管疾病这类慢性病的发病率也在同期上升。在英国，50%以上的消耗食品被指为超加工食品，美国和欧洲的消耗水平与此类似。这类食品包括早餐谷物、甜食和量产的面包。虽然大量研究一再发现，超加工食品的高摄入与不良健康结局的风险增加有关，但这些数据常受限于混杂因素，且无法建立因果关系。 


英国伦敦大学学院（UCL） 的Samuel Dicken和同事开展了一项随机交叉试验，比较了以超加工食品为主和以最少加工食品为主的饮食，两种饮食结构都遵循了英国《健康饮食指南》（Eatwell Guide）——一组促进健康均衡营养的国家饮食建议。试验中的55名成人或接受预制的超加工食品，如早餐谷物或即食千层意面；或接受预制的最少加工食品，如隔夜燕麦或自制肉酱意面，这些食品在8周内分别配送到家。休息4周后，受试者换成另一种饮食再继续8周，从而能在受试者本人身上比较超加工食品和最少加工食品在6个月期间的影响。整体上，50名受试者至少完成了一种饮食。 


作者发现，遵循英国《健康饮食指南》的两种饮食都能在8周内显著减重。不过，最少加工饮食的平均减重量为2%，而超加工饮食只有1%。除了减重，最少加工饮食能更有效地改善与心血管代谢健康指标相关的身体成分，如降低脂肪总量、内脏脂肪和甘油三酯水平（但超加工饮食后的低密度脂蛋白胆固醇更低）。虽然总体饮食满意度评分无显著差异，但受试者对超加工饮食的风味和口味评分高于最少加工饮食。整体上，最少加工饮食下的自述食物渴望控制力显著高于超加工饮食，这或支持了在最少加工饮食中看到的更低热量摄入能促进更大的减重效果。 


研究结果表明，即使都遵循健康的饮食指南，食品加工程度也能影响体重管理和心血管代谢健康。作者指出，饮食限制人群（如纯素食、清真（halal）和犹太洁食（kosher））未纳入研究。 

实验研究设计、测量时间点和CONSORT图表。来源：Dicken, et al.
DOI：10.1038/s41591-025-03842-0
本论文开放获取
生态学 | 发现导致海星病的细菌
Vibrio pectenicida strain FHCF-3 is a causative agent of sea star wasting disease
Nature Ecology & Evolution
一种细菌被鉴定为海星消融病的一个病因，这种病造成了2013年以来数十亿的海星死亡以及海藻生境的大规模消失。该研究发表于《自然-生态与演化》，有望帮助受该疾病影响的近海生态系统制定修复策略。 


海星消融病会导致海星解体，影响20多个物种，包括向日葵海星。自2013年出现以来，海星消融病已成为非商业物种中记录的最大规模的海洋流行病，破坏着从墨西哥到阿拉斯加的北美洲太平洋沿岸的海星种群。海星的消失还会导致它们的捕食种群海胆在海带林的快速扩张和过度啃食，而这些海带林是许多海洋物种的关键生境。对该疾病病因的十余年调查一直存在阻碍，因为受感染海星体内缺乏可见病原体以及缺少来自野生种群的完全未暴露和健康个体。 


加拿大不列颠哥伦比亚大学的Melanie Prentice、Alyssa-Lois Gehman和同事利用野生和圈养的经检疫的向日葵海星开展了7项对照暴露实验，提示一个活的非病毒病原体参与其中。团队随后用基因测序分析了来自这些海星的染病和健康组织的微生物群，从而鉴定出病原体Vibrio pectenicida是该疾病的一个病因，将海星暴露在该细菌纯样品中的实验室实验证实了这一结果。 


研究结果或能实现该疾病的跨环境和物种检测，这将帮助我们理解该疾病的传播方式以及如何更好地管理以应对野生种群中的暴发。 

2015年，不列颠哥伦比亚省卡尔弗特岛上的一只向日葵海星被溶解成糊状。自2013年以来，海星消融病已导致数十亿只海星死亡，涉及从阿拉斯加到墨西哥的20多个不同物种。照片来自Hakai研究所Grant Callegari
DOI：10.1038/s41559-025-02797-2




机械工程 | 折叠薄片机器人可爬行和捡拾物品
Field-programmable robotic folding sheet
Nature Communications
《自然-通讯》本周发表了一个柔性机器人薄片，能抓取物体和在表面移动。这一进展可改进自主系统在探索、触觉显示（帮助用户“感知”虚拟刺激的技术）和智能医疗等领域的应用。 


设计能够改变形状的机器人能实现多种应用，例如探索环境或操控物体。类似折纸的折叠变形是一种成熟的方法。但传统方法采用固定铰链结构，限制了结构配置的范围和适应性。 


韩国科学技术院的Jung Kim和同事制作了一个机器人折叠薄片，使用密集分布的热敏电元件构成，受热可改变形状。作者用一张40 cm2的薄片展示了这一方法，该薄片由308个兼具加热器和感受器功能的电阻构成。这种双功能使之可以实现精确控制移动，系统可根据感受器反馈作出持续调整。作者通过让机器人爬行过表面和抓抬各种物品（如培养皿、塑料包装和木棍），展示了这一机器人薄片的灵活性。Kim和同事表明它可实现-87°至109°之间的折叠角度，并在一定温度范围内（30 °C 到170 °C）保持性能一致性。系统还能快速精确响应环境变化，以保障稳定性和效率的提升。 


作者认为，这一可编程折叠薄片能提升自主系统的多功能性和可适应性，使之能更有效地在不可预测的地形上发挥功能。然而，还需要材料技术和结构设计的进步，才能充分挖掘该技术的潜力。 

一种可现场编程的机器人薄片能够快速折叠成各种形状，以抓取物体并在需要时在表面上移动。视频来自Hyunkyu Park和Inkyu Park
DOI：10.1038/s41467-025-61838-3
本论文开放获取


人类演化 | 苏拉威西岛早期古人类活动
Hominins on Sulawesi during the Early Pleistocene
Nature
苏拉威西岛发现的古代石制工具表明，这个印度尼西亚岛屿与附近的弗洛勒斯岛大约在同一时间或更早被古人类占据。研究结果本周发表于《自然》，有助于揭示古人类从东南亚大陆向外扩散的情况。 


此前研究显示，印尼华莱士区古人类存在的最早迹象为来自弗洛勒斯岛的石片人工制品，年代约在102万年前左右。弗洛勒斯岛位于苏拉威西岛向南数百公里处，因发现了弗洛勒斯人（Homo floresiensis）而闻名，这是一群已知在当地一直生活到约5万年前的小体型古人类（俗称“霍比特人”）。相比之下，之前已知来自华莱士最大岛屿苏拉威西岛的最早人工制品可追溯至至少19.4万年前。 


印度尼西亚国家研究创新署（BRIN） 的Budianto Hakim、澳大利亚格里菲斯大学的Adam Brum和同事分析了从苏拉威西Calio发掘的石片，鉴定出它们的年代在104万年前到148万年前之间。新发现表明，苏拉威西岛可能比弗洛勒斯更早被目前尚未确认的古人类占据。虽然这些定居者的抵达时间有待确认，但这被认为可能是古人类跨越海洋阻隔以抵达偏远陆地的最早证据。

苏拉威西岛Calio的石器。图片来自M W Moore
DOI：10.1038/s41586-025-09348-6
本论文开放获取


材料科学 | AI设计的仿生水下粘胶
Data-driven de novo design of super-adhesive hydrogels
Nature
本周《自然》的一篇论文报道了由人工智能（AI）模型辅助设计、以自然界存在的黏附蛋白为灵感的超粘胶。这种粘胶被证明能修补水管漏洞并在水下粘住物体，具有一系列潜在应用。 


在湿环境中具有粘附力的物质有一定的设计难度。虽然AI驱动的方法被证明能成功设计硬材料，但软材料更加复杂；超粘化合物的设计难度尤其大，因为让材料变软的性能常与增加粘附力的性能相反。不过，细菌和软体动物这类有机体能产生天然的黏附蛋白，为名为水凝胶的新型超粘化合物提供了潜在设计灵感。 


日本北海道大学的龚剑萍和同事用一个包含24707种黏附蛋白的数据库，先开发了一个蛋白质数据挖掘工具，以指导180种新型水下粘合剂的设计与合成。他们随后测量了这些粘合剂的强度，建立了训练机器学习工具的数据库，并利用这些结果指导另一轮机器学习驱动的设计，得到了强大的水下粘合剂。其中一款名为R1-max的水凝胶，能将一只橡皮鸭粘在海洋中的岩石上，在海浪击打下仍能保持粘性并抵御潮水冲击。另一种水凝胶R2-max能作为补丁，在注满水的管道上封住的一个直径20毫米的洞。这个补丁的防漏作用能维持5个月以上。 


“这类能与不规则和湿表面强效粘合的超粘水凝胶，或对多种生物医学应用具有颠覆性，包括假体涂层和可穿戴生物传感器。” 意大利米兰比可卡大学的Laura Russo在一篇同时发表的“新闻与观点”文章中写道。她还表示，其设计方式为多用途，“有望应用于其他类型的功能性柔性材料”。 

一种名为R1-max的水凝胶被合成并通过将一只橡胶鸭粘在海洋中的岩石上来进行测试。图片来自Hao Guo, Hongguang Liao和Hailong Fan
DOI：10.1038/s41586-025-09269-4
本论文开放获取


考古学 | 西班牙洞穴中发现新石器时代食人证据
Evidence of neolithic cannibalism among farming communities at El Mirador cave, Sierra de Atapuerca, Spain
Scientific Reports
一项发表于《科学报告》的研究指出，一组估计距今约5600年的人类遗骸可能为西班牙古代食人行为提供了进一步证据。这项研究分析了西班牙阿塔普埃尔卡山El Mirador洞穴的遗骸，估计来自11名个体，发现其中有数十块骨骼显示出火烧、人类齿痕或宰割痕迹，表明这些遗骸死后经过处理。 


伊比利亚半岛存在多种葬礼习俗的记录，包括集体埋葬和死后重分配遗骸。该半岛上的食人行为可追溯到100万年前，但由于文化习俗的不确定性和埋葬条件不明，处理人类尸体的直接证据很少且难以解读。 


西班牙加泰罗尼亚人类古生态和社会进化研究所（IPHES）的Palmira Saladié、Francesc Marginedas、Antonio Rodríguez-Hidalgo和同事分析了来自El Mirador洞穴两个不同区域的650个个体人类遗骸碎片，这些碎片显示出死后改造的迹象，年代可追溯至5709-5573年之前。这些遗骸被认为包括儿童、青少年和成人，同位素分析表明他们是当地人群。 


作者报告样本中有239块显示出处理迹象，它们与较晚期集体埋葬的材料混杂在一起。有222片遗骸显示出火烧相关的颜色改变，其中有69块骨骼还呈现出宰割痕迹，可能是在死后进行的。此外，有132块遗骸也显示出包括切片、刮擦和砍的切割痕迹，或与剥皮和去肉有关。作者还认为，有些遗骸显示出了可能是人类齿印的痕迹。 


这些创伤都不像是死前形成的。作者认为，这些改造的模式与屠宰行为最为一致，而非冲突中受伤或为获取战利品而移除肢体。他们认为，这些发现可能反映了冲突相关的单一食人事件，揭示出了新石器时代社区的深层社会紧张关系和冲突动态的特征。 

El Mirador遗址的考古发掘工作图片。视频来自 IPHES-CERCA, Madrid Scientific Films
DOI：10.1038/s41598-025-10266-w
本论文开放获取


气候变化 | 矿物短缺可能限制低碳转型
Navigating energy transition solutions for climate targets with minerals constraint
Nature Climate Change
根据《自然-气候变化》发表的一项研究，特定矿物的短缺可能会限制全球气候缓解策略。这些矿物包括银和锡，它们对能源系统脱碳以及确保2100年全球升温不超过工业革命前水平的1.5°C或2°C至关重要。研究成果强调应制定策略以应对减排和矿物资源安全、改进回收、材料替代以及国际合作的需求。 


实现《巴黎协定》气候目标需要可持续地获取关键材料来开发低碳能源。例如，锂和钴是电动车和能源存储的重要成分，碲和镓则用于太阳能电池板。因此，这些材料的缺失会阻碍向可再生能源转型的进程。 


中国北京理工大学的魏一鸣和同事量化了基于政府间气候变化委员会（IPCC）各种缓解路径下17种技术（包括太阳能、风能、生物质能发电）中40种关键矿物的全球和区域需求及短缺风险。他们发现，在测试的557种减缓路径中，即使在技术改进和回收利用的情况下，到2100年如果将升温控制在高于工业革命前2°C内，所有场景下都会面临多达12种矿物短缺。这些矿物包括铟、铱、锡、锂和银。魏一鸣和同事发现，这种短缺会影响多种技术如太阳能、风能和核能以及储能电池等多种技术，而且一些发展中国家（包括中东、非洲和南亚地区）可能面临多达24种矿物的短缺。 


作者指出，这些短缺可通过采用更高效率的替代技术来缓解，例如用磷酸铁锂电池等替代方案来替代当前的含钴电池系统。但这一方法也可能加重其他矿物的短缺。更广泛而言，魏一鸣和同事建议国家间开展更密切的贸易合作，并提升回收效率，以缓解潜在的矿物短缺。 

2100年前80种情景下的全球矿产短缺预测。来源：Wei, et al.
DOI：10.1038/s41558-025-02373-3


转发

点赞
在看

文章读完了，留个comment哇！


同样是遵循《健康饮食指南》，超加工食物居然搞“背刺”！你的日常饮食中有哪些超加工食物？