Nature一周论文导读 | 2026年4月2日

Satellite imagery reveals increasing volatility in human night-time activity

卫星图像揭示人类夜间活动日益增强的波动性

夜间人造灯光（ALAN）标志着人类对全球的影响。然而，人们对其真实动态变化的了解一直十分有限，这通常是由于使用的卫星数据经过了时间上的聚合处理，掩盖了更精细的动态过程。

研究者利用每日夜间卫星图像和一种连续变化检测方法，绘制了2014年至2022年期间全球高频夜间人造灯光动态变化图。

研究结果挑战了“夜间灯光辐射变化主要是渐进的且单向的”这一普遍观点。相反，地球的夜间灯光呈现出惊人的动态性，其特点是频繁且同时存在的变亮和变暗现象。

平均而言，每个经历变化的区位在9年间经历了6.6次显著的转变。在这种波动性的驱动下，夜间人造灯光累积总变化面积包括205万平方公里的突变区域和1904万平方公里的渐变区域。

变亮现象带来的辐射度增加相当于2014年全球基准水平的34%，而变暗现象则抵消了其中的18%。

值得注意的是，在过去十年中，变亮和变暗现象都显著加剧。这一关于人类夜间活动日益增强的波动性的证据，为理解城市演变、能源转型、政策影响以及快速变化的照明夜晚所带来的生态后果，提供了一个重要的动态维度。[论文详细信息]

Observing the tidal pulse of rivers from wide-swath satellite altimetry

利用宽幅卫星测高技术观测河流的潮汐脉冲

海岸河流特有的潮汐影响着河口与湿地栖息地的分布、饮用淡水的范围、碳氮循环以及向海洋的泥沙输出。

尽管河流潮汐非常重要，但由于潮汐波在河道中的传播十分复杂，且测站稀少，传统的星下点测高技术也因数据过于稀疏而无法应用于河流，因此全球大多数河流的潮汐范围至今仍是未知的。

研究者利用近期发射的“地表水与海洋地形”（SWOT）卫星数据，量化了全球3172条海岸河流的潮汐动态。借助SWOT卫星的宽幅覆盖优势，研究者发现受潮汐影响的河流总长度超过16.5万公里。

超过7亿人生活并依赖这些海岸过渡带。河流的规模、坡度以及河口处的潮差，共同影响着潮汐在河流系统内的传播范围。据估算，在约16%的潮汐河流中，自然和人工障碍物（如大坝）会限制潮汐的传播。

这一潮汐数据集为监测和模拟河口栖息地的变化、沿海城市的淡水供应以及河流碳收支提供了新的可能，有助于在年际到十年时间尺度上，研究这些系统对海平面上升、特大干旱、水资源开采加剧以及河流调控加强的响应。[论文详细信息]

Nanoscale transfer-printed full-colour ultrahigh-resolution quantum dot LEDs

纳米转印制备全彩色超高分辨率量子点发光二极管

下一代近眼显示设备需要兼具高效率和高稳定性的全彩超高清量子点发光二极管（URQLED）。

然而，现有的量子点（QD）图案化技术难以同时实现亚微米级像素尺寸、全彩集成和高器件性能。研究者报道了一种双作用力动力学（DAFD）策略，该策略使用硬质硅模板作为纳米压印印章，并结合整体反向转移印刷技术。

该方法能够制备出红-绿-蓝（RGB）全彩量子点像素阵列，其密度范围为9072至25400像素每英寸（PPI），并保持了高保真度的图案复制，转移良率超过99.9%。该方法兼容刚性及柔性衬底上的CdSe/ZnS量子点和钙钛矿量子点。

除了图案化技术，他们还识别并解决了一个在超高清器件中被长期忽视的瓶颈问题——由像素微结构引起的电场非均匀性。

通过引入TiO₂纳米颗粒，将漏电流阻挡层的介电常数调控至与量子点层相匹配，从而获得了更均匀的电场分布，有效抑制了边缘效应，并同时提升了器件效率和运行稳定性。

在12700 PPI下，红色URQLED实现了26.1%的最高外量子效率（EQE）以及在1000 cd/m^⁻²初始亮度下的T95工作寿命为65190小时。绿色和蓝色URQLED也获得了可比的性能提升，其外量子效率分别提高了124%和119%。RGB像素化的白色URQLED达到了10.1%的最高外量子效率。

通过将这些URQLED与互补金属氧化物半导体（CMOS）集成电路集成，研究展示了基于溶液法加工的有源矩阵URQLED动画显示器。[论文详细信息]

Stoichiometric FeTe is a superconductor

化学计量比FeTe是超导体

铁基超导体（FeSCs）是一类引人入胜的材料家族，其中多个电子能带和强反铁磁（AFM）关联是竞争基态（包括反铁磁性、电子向列性和非常规超导电性）的关键要素。

与其超导的同构对应物FeSe不同，FeTe长期以来被认为是一种无反超导电性的反铁磁金属。

研究者利用分子束外延（MBE）技术生长FeTe薄膜，并在碲（Te）气氛下进行生长后退火处理。

通过自旋极化扫描隧道显微镜和谱学（STM/S）测量，研究证实，生长的FeTe薄膜中的反铁磁序是由破坏理想1:1化学计量比的间隙铁原子诱导产生的。

值得注意的是，通过碲退火去除这些间隙铁原子后，得到的化学计量比FeTe薄膜不再呈现反铁磁序，反而表现出稳健的超导电性，其临界温度约为13.5K。库珀对隧穿、零电阻以及迈斯纳效应的观测进一步证实了这种超导态的存在。

研究结果表明，化学计量比的FeTe本质上是一种超导体，这颠覆了其长期以来被认为是反铁磁金属的观点。

研究厘清了FeTe基异质结构中超导电性的起源，并证明了化学计量比控制在理解铁基超导体中反铁磁性与超导电性竞争方面的重要性。[论文详细信息]

Astrocytes enable amygdala neural representations supporting memory

星形胶质细胞调控杏仁核神经表征以支持记忆形成

介导机体对既往威胁做出反应的脑系统对生存至关重要。恐惧记忆与消退过程由基底外侧杏仁核（BLA）中的神经表征所支撑，但包括星形胶质细胞在内的非神经元细胞在这一过程中的作用仍不明确。

研究通过在体钙离子（Ca²⁺）成像与星形胶质细胞因果性操控实验发现，基底外侧杏仁核中的星形胶质细胞可动态追踪恐惧状态，并支持恐惧记忆的提取与消退。

将星形胶质细胞操控与在体基底外侧杏仁核神经元钙离子成像、电生理记录相结合，结果表明：星形胶质细胞钙离子信号能够介导恐惧记忆提取与消退的神经元编码过程，并通过基底外侧杏仁核—前额叶皮层神经环路实现信息输出。

研究揭示了星形胶质细胞在恐惧状态相关神经表征的产生与适应性调控中的关键作用，修正了以神经元为中心的杏仁核适应性功能调控模型。[论文详细信息]

Chemical capture of diazo metabolites reveals biosynthetic hydrazone oxidation

通过化学捕获重氮代谢物揭示生物合成的腙氧化途径

具有化学反应活性的微生物天然产物，凭借其明确的抗癌、抗生素和抗氧化活性，为治疗方法的开发提供了支持。

然而，反应性代谢物的发现极具挑战性，因为它们可能无法耐受传统的生物活性引导分离流程。

含重氮基团的天然产物是一类高反应活性的微生物代谢物，它们具有强效的生物活性，并能实现强大的生物合成转化；然而，重氮基团对光、热、弱酸和机械冲击的不稳定性，阻碍了其高效发现与应用。

研究者开发了一种基于反应性的筛选方法，用于捕获含重氮基团的代谢物，并借助质谱技术促进其发现。

该流程从人类肺部病原菌——北诺卡氏菌中，揭示了两种新型含重氮基团的天然产物：4-重氮-3-氧代丁酸（1）和重氮丙酮（2）。

生物合成研究揭示了一种独特的重氮形成酶促逻辑，该过程涉及由金属酶Dob3催化的腙氧化反应。对该反应的生化表征表明，其在未来的生物催化领域具有广阔的应用前景。

总体而言，研究突显了反应性导向策略在识别反应性代谢物以及促进发现独特酶促转化方面的重要作用。[论文详细信息]

Science一周论文导读 | 2026年4月9日

Observation of Kardar-Parisi-Zhang universal scaling in two dimensions

二维体系中Kardar-Parisi-Zhang普适标度行为的观测

物质的平衡态与非平衡态表现呈现出完全不同的行为。一个关键范例是二维空间中的Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）普适类，其中微观尺度上偏离平衡态的涨落会导致宏观上无平衡态对应物的标度律。

尽管该理论已得到广泛研究，但二维KPZ标度行为的实验证据此前仅限于界面生长。

研究者报告了在二维激子极化激元凝聚体中观测到KPZ普适标度行为——这些量子流体本质上打破了平衡条件。通过使用光谱学和迈克尔逊干涉法，研究者探测了微观上不同系统中的相位关联。

分析揭示了其关联动力学和标度指数与二维KPZ理论预测高度吻合。这些结果确立了激子极化激元凝聚体作为探索二维非平衡态普适性实验平台的地位。[论文详细信息]

Tectonic origin of Yellowstone’s translithospheric magma plumbing system

黄石跨岩石圈岩浆通道系统的构造起源

黄石地区因其地壳岩浆储库及软流圈熔体的补充而广为人知。然而，原生熔体如何穿越刚性岩石圈并演化为双峰式火山活动仍不清楚。

通过整合多学科观测与数据驱动的地球动力学模拟，研究者表明黄石地区岩浆生成与迁移主要受岩石圈构造作用控制，地幔柱的贡献可忽略不计。

模型预测，黄石下方存在一个西南倾的伸展带，该伸展带由岩石圈体力和基底拖曳共同塑造。这一倾斜的跨岩石圈变形带与地球物理成像揭示的岩浆管道系统相吻合，证实了构造伸展在引导软流圈熔体上升至浅部过程中的关键作用。

此外，研究者提出该跨岩石圈岩浆管道系统促进了复杂的岩浆过程，最终驱动了地表双峰式火山活动。[论文详细信息]

Emergent predictability in microbial ecosystems

微生物生态系统中的涌现可预测性

微生物生态学一个由来已久的假设认为，尽管群落具有复杂性，但简单的模式仍可能持续存在，甚至可能因这种复杂性而涌现。然而，“涌现简单性”这一概念在某种程度上仍停留在直观层面。

研究者基于将单个微生物菌株归类为更宽泛类别的粗粒化描述，定义了微生物生态系统的涌现可预测性。通过使用两个已发表数据集，研究者证明对于物种更丰富的群落，粗粒化描述具有更高的预测能力。

这种特性无法用大群落中的简单平均效应来解释。相反，研究者的分析表明，当生理或环境反馈抵消了群落变异某些维度上的平均效应时，这些维度会随着多样性的增加而变得信息量更大，从而产生涌现可预测性。[论文详细信息]

Hyaluronic acid and tissue mechanics orchestrate mammalian digit tip regeneration

透明质酸与组织力学协同调控哺乳动物指尖再生

组织再生在哺乳动物中较为罕见，但指尖截断后通常能够再生，而损伤范围超过这一范围则无法再生。微环境如何导致不同的再生结果尚不清楚。

研究者发现，细胞外基质与组织力学决定了小鼠指尖的截断响应。非再生区域更硬，含有致密且有序排列的胶原蛋白；而再生区域质地柔软，富含透明质酸。

去除透明质酸会抑制再生并促进纤维化，表明透明质酸—胶原蛋白的平衡调控着组织力学与修复信号。

在非再生截断后，使用透明质酸与蛋白聚糖连接蛋白1稳定透明质酸，可调节细胞外基质力学、减少瘢痕形成并促进骨修复。因此，细胞外基质组成与力学特性能够影响细胞行为，靶向细胞外基质的策略有望解锁哺乳动物的再生潜力。[论文详细信息]

Wildlife trade drives animal-to-human pathogen transmission over 40 years

四十年间的野生动物贸易促使动物源病原体向人类传播

野生动物贸易影响着全球四分之一的陆生脊椎动物，并为病原体的跨物种传播创造了机会，但其在塑造动物—人类病原体交换中的确切作用尚不明确。

通过对四十年间全球野生动物贸易数据的分析，研究者发现，被交易的哺乳动物与人类共享病原体的可能性是未被交易的哺乳动物的1.5倍，而非法贸易和活体动物贸易进一步加剧了病原体共享。

物种在贸易中所处的时间可以预测其携带的人畜共患病原体数量。平均而言，一个物种被交易的时间每增加十年，就会多出一种与人类共有的病原体。[论文详细信息]

Lethal conflict after group fission in wild chimpanzees

野生黑猩猩群体分裂后的致命冲突

动物间的领土冲突可为理解人类战争的某些方面提供启示，但此前尚未观察到伴随群体身份动态变化的“内战”现象。研究者报告了已知最大野生黑猩猩群体中一次罕见的永久性分裂事件。

基于30年的行为观察与网络分析，研究者描述了该群体从2015年的凝聚状态转向极化，并于2018年形成两个截然不同亚群的过程。在随后的7年间，其中一个亚群的成员发动了24次攻击，导致另一亚群至少7只成年雄性及17只幼崽死亡。

这些发现表明，在人类现存最近的近亲中，即便缺乏通常被视为人类战争必需的文化标志，群体身份认同仍可能发生转变并升级为致命敌对行为。[论文详细信息]

转载自科学网微信公众号

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/w60CJIIRKQPi2FXLD-4RLg

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一审：冯晨，二审：平静波，三审：杨保华