环球科学：美国1900名院士联名发出“求救信”：特朗普政...

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　　· 气候变化 ·

　　南大洋变暖对热带降雨的影响

　　极地地区正在经历比全球其他地区更快的变暖，这一现象被称为极地放大效应，可能会影响全球气候。虽然北极变暖已经得到广泛的研究，环绕南极地区的南大洋变暖速度较慢，人们对其了解也较少。最近，一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究指出，相比北极变暖，南大洋变暖对某些地区的影响可能更大，尤其会影响到热带降雨模式。这些效应可能会加剧脆弱地区的极端天气和气候。

　　研究团队利用几个气候模型和对南大洋、北冰洋未来变暖的预测，研究了直至21世纪中期的热带气候模式。这项分析在中等排放场景下（SSP 2-4.5）进行。作者发现，南大洋仅升温1°C，对热带降水模式的影响程度就会和北冰洋升温1. 5°C的情况接近。作者还研究了这种变暖对热带地区的潜在影响，发现南大洋变暖会同时增加巴西东北部的降雨量，并加剧撒哈拉以南非洲萨赫勒地区的干旱风险。研究者认为，这些影响堪比大西洋经向翻转环流变弱的影响，甚至更为严重。（Nature）

　　· 海外学界 ·

　　美国1900名院士联名发出“求救信”：美国科学正被摧毁

　　当地时间3月31日，美国国家科学院、工程院和医学院的1900余名院士联名签署公开信，呼吁特朗普政府停止打击科学界。在签署公开信的院士名单中，也包括张锋、庄小威等华人院士。据《科学》新闻（Science News）消息，美国三院院士共8000余人，因此联名院士已占总院士数近1/4。

　　院士们表示，特朗普政府削减研究经费、解雇数千名科学家、移除公众对科学数据的访问权限，以及迫使研究人员基于意识形态修改或放弃他们的工作，正在破坏美国的研究体系。他们以个人身份联合发出求救信号（SOS）：美国的科学事业正在被摧毁。特朗普政府削减研究经费的行为阻碍了培养下一代科学家；政府对50多所大学的调查危及了高等教育和高校的科学研究；政府阻止其认为不可接受的研究的做法破坏了科学研究的独立性；一种恐惧的气氛正笼罩着美国科研界。因此，他们联合呼吁特朗普政府停止对美国科学界的全面攻击，并敦促公众加入这一呼吁。（《科学》新闻）

　　· 物理学 ·

　　基于单个分子的计算机蓝图

　　传统计算机依赖微芯片和电路进行信息处理，如今来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校的化学家正在探索一种全新的计算方式——利用单个分子进行计算。相关研究发表于《化学物理学报》（Journal of Chemical Physics）。

　　研究者受计算机科学中一种简单计算模型——有限状态机（finite state machine）的启发，设计了一种由链状聚合物构成的单分子自动机。该聚合物分子由较小的重复单元组成，其中每个单元都可以处于两种状态之一：折叠或展开，类似于二进制系统中的1和0。事实上，分子能够通过改变其构型来响应环境信号（如温度变化、机械力或化学浓度变化），从而识别模式并处理信息。在这项研究中，研究者通过施加机械力（拉伸或压缩聚合物）来控制哪些分子单元折叠或展开，从而引导分子经过一系列结构变化。聚合物分子的最终形态记录了它所接收的机械输入模式，展示了分子如何识别并“计算”信息序列。该研究为单分子计算奠定了理论基础，推动了分子计算领域的发展。（University of North Carolina at Chapel Hill）

　　· 公共卫生 ·

　　畜牧业抗生素使用将越来越多

　　一个可持续的家禽养殖场，展示了环保高效的畜牧业生产实践。（图片来源：联合国粮食及农业组织）

　　抗生素的误用和滥用，以及随之出现的耐药性已经成为了一项重大的全球健康威胁。因此，各国政府承诺到2030年大量减少抗菌剂在农业食品系统中的使用。然而随着人类对动物源蛋白质的需求不断增长，尤其是在人口增加和收入增加导致牲畜生物量增长的地区，尚不确定这些目标能否实现。最近，一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的分析认为，到2040年全球牲畜抗生素使用可能比2019年增长近30%。

　　研究团队估算了未来全球、区域和次区域水平上牲畜抗生素的使用情况。他们考虑了与“一切照旧”假设（牲畜生物量和抗生素使用强度延续当前趋势）相比，牲畜生物量和抗生素使用强度（每单位牲畜生物量使用抗生素的相对数量）在不同场景下的变化。他们的模型表明，在一切照旧场景下，到2040年，抗生素用量将会增加至每年超过130 000吨，与2019年基线相比增加29.5%。但使用替代场景的预测表明，适度降低抗生素使用强度（减少30%），结合提高生产力来降低总的牲畜生物量，能抵消抗生素用量的增加。最大下降场景是减少50%的抗生素使用，结合牲畜生物量降低（通过生产力提高实现），将会使整个行业抗菌剂用量减少57%，预计到2040年降至每年约56 000美吨。亚洲和太平洋地区预测仍将是用量最大的地区，至2040年将占全球使用量的65%，然后是南美地区的约19%。值得注意的是，抗菌剂使用量增长最多的地区，也将为满足全球对动物源食品不断增长的需求（由人口增长和收入增加所推动）发挥关键的作用。这项研究强调了不同地区预测抗生素使用量的巨大差异，强调需要全球共同努力，统一管理牲畜的生物量，降低抗生素使用强度。（Nature）

　　· 生理学 ·

　　验证人体耐热极限

　　一项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的研究显示，人体在极端高温下维持稳定体温的能力比此前认为的还要低。研究者采用的实验思路与之前的类似，让12名志愿者处于不同的温度和湿度环境下，以判断体温调节能力失衡的临界点。但不同之处在于，这项研究要求志愿者在略高于其体温调节极限（42摄氏度和57%的湿度，湿热指数约为62摄氏度）的环境下暴露了一整天。结果显示，志愿者的核心温度持续上升并且毫无减缓趋势，许多志愿者无法在环境中待满9小时。研究者表示，这项研究首次直接证实了此前测量的临界温度的确能够反映人类耐热能力的极限，同时也突显了长时间暴露在极端高温下会经历的生理压力。（University of Ottawa）

　　撰写：王怡博、二七