《PNAS》八大熱點文章

　　《PNAS》（美國國家科學院院刊）是與Nature、Science齊名，被引用次數最多的綜合學科文獻之一，PNAS收錄的文獻涵蓋生物、物理和社 科學，主要內容包括具有高水平的前沿研究報告、學術評論、學科回顧及前瞻、學術論文以及美國國家科學學會學術動態的報道和出版。近期其最受關注的文章（生物類）如下：

　　Fourteen babies born after round spermatid injection into human oocytes

　　一項研究報告說，使用一種稱為圓形精子細胞注射的技術成功地讓此前被認為不育的男性獲得了14名子女。無法制造成熟的精子的男性常常被斷定為不育，他們被建議考慮使用捐獻的精子。盡管圓形精子——它們是6到8微米的球，出現于精子發育的早期階段并形成成熟精子——已經被用于觸發成功的人類妊娠，這種稱為圓形精子細胞注射（ROSI）的實驗性做法的安全性和有效性仍然不清楚。Atsushi Tanaka及其同事使用電流刺激從76名女性身上提取的卵母細胞，然后使用從這些女性的22到46歲的伴侶的生精小管中分離出的圓形精子細胞進行了圓形精子細胞注射（ROSI）。其中12名女性在2011年9月到2014年3月間共查下了14名健康的嬰兒。這組作者報告說，這些兒童迄今沒有表現出身體或精神缺陷的跡象，也沒有表現出與人工生殖有關的遺傳障礙的跡象。直到這些女性回復正常排卵的時候再把此前冷凍保存的來自圓形精子細胞注射（ROSI）的胚胎移植到體內，增加了懷孕和分娩率。這組作者說，盡管圓形精子細胞注射（ROSI）可能幫助精子被阻擋在圓形精子細胞階段的一些男性獲得有遺傳關系的后代，需要進一步的研究從而確立圓形精子細胞注射（ROSI）的臨床價值，它比諸如體外受精或卵胞漿內單精子注射等成熟方法的效率低。

　　An ecocultural model predicts Neanderthal extinction through competition with modern humans

　　一項研究提出了尼安德特可能是如何在與智人的競爭過程中被驅趕到滅絕的地步的。考古學家提出了一種假說，即尼安德特人與智人之間的競爭導致了前者的滅絕，因為智人比尼安德特人有更先進的文化，這讓智人具有競爭優勢。Marcus Feldman及其同事使用一個納入了競爭物種的文化發展水平差異的跨物種競爭模型，檢驗了這一假說的合理性。這個模型表明，最初較小的智人人口可能完全取代了規模更大的尼安德特人人口，前提是智人比尼安德特人有足夠大的文化優勢。隨著文化優勢的增加和文化變化相對于人口增長的速率的下降，能夠取代尼安德特人的智人人口的最小數量也下降。當這組作者向這個模型引入一個正反饋環路的時候，這個最小人口閾值也下降了，以至于增加智人的文化優勢的規模也會增加他們的競爭優勢的規模，而這反過來進一步增加了他們的文化優勢。這些結果支持了一項假說，即與智人的競爭驅動尼安德特人走向滅絕，這是由于智人比尼安德特人具有文化相關的競爭優勢。

　　Cockroaches traverse crevices, crawl rapidly in confined spaces, and inspire a soft, legged robot

　　一項研究說，模仿蟑螂的機器人可能有朝一日通過急速穿過瓦礫堆搜尋幸存者從而幫助搜救任務。蟑螂利用剛硬的、有關節的外骨骼溜過似乎不可能通過的縫隙，從而能夠在幾乎任何空間中寄生。為了量化這種能力的限度，Kaushik Jayaram 和Robert Full 為美洲蟑螂（Periplaneta americana）建造了一個障礙路徑。這組作者發現，美洲蟑螂能夠通過壓縮其外骨骼到其原始尺寸大約一半的程度，從而在不到1秒的時間里溜過小于其站立身高1/4的空間。

　　此外，這些昆蟲在有界空間中持續地迅速運動，速度大約是每秒20個體長。然后，這組作者改變了天花板和地面的摩擦，確定了蟑螂使用一種此前未被報告過的運動模型在有界空間內奔跑，這種模型稱為身體-摩擦-腿部爬行。這組作者的材料測試顯示，當蟑螂溜過極狹窄的空間的時候，它們能夠承受大約300倍于它們自身體重的力，而且可以承受將近900倍于其體重的力而不會受傷。這組作者受到美洲蟑螂的啟發，建造了一個手掌大小的軟腿機器人，它可以把自身壓縮到一半以上，在一個低摩擦外殼的幫助下穿過有界空間。這組作者說，蟑螂代表了一個合適的模型，用于能夠穿過諸如災區瓦礫堆等具有挑戰性的空間的仿生昆蟲機器人。

　　Rising morbidity and mortality in midlife among white non-Hispanic Americans in the 21st century

　　一項研究發現，1998年之后非西班牙裔美國中年白人的死亡率增加與在其他人口統計組和此前的歷史經驗中觀察到的死亡率持續下降形成了對比。美國和其他富裕國家的死亡率自從1970年開始持續下降，包括45到54歲的中年人群。Angus S. Deaton 和Anne Case研究了死亡率記錄和生活方式調查，結果發現在1999年到2013年間，非西班牙裔美國中年白人的死亡率減少的趨勢發生了逆轉。這組作者發現，如果中年死亡率保持在1998年的死亡率上，大約96000人的死亡可能會避免，如果死亡率像之前那樣下降，在被研究的這個期間，大約50萬人的死亡可能會避免。非西班牙裔美國中年白人的死亡率可能被歸結于自殺、毒品和酒精中毒的增加，以及肝硬化和肝病。這組作者還發現，美國中年白人報告了心理健康、工作能力、執行日常活動的能力以及肝功能隨著死亡率的增加而下降。這組作者說，這些結果提示，目前的中年人群可能比目前的老年人群以更差的健康而進入Medicare醫保的適格范圍。

　　Genomic reconstruction of the history of extant populations of India reveals five distinct ancestral components and a complex structure

　　一項研究探索了今天的印度人的遺傳史和人類在印度次大陸的定居。科研人員此前提出，印度大陸當前的人口多數來自兩個古代人群，也就是古代北方和南方印度人。Partha Majumder及其同事分析了屬于20個族群的367名無親緣關系的印度人的全基因組變異，包括來自周邊安達曼群島和尼科巴群島的兩個部落人群，以及來自儲存了世界各地代表了數以百計的人的基因組數據的人類基因組多樣性委員會的數據，和在印度大陸被辨別出的4個主要的世系人群。除了印度北方和南方人的祖先，這組作者發現了南亞語系和藏緬語系的世系。與印度大陸不同，安達曼群島的狩獵-采集者很可能與今天的太平洋島嶼居民有共同的世系，他們代表了印度的第五個世系。在各個世系人群中，基因交換曾廣泛存在，但是在大約70代人之前即1575年前被嚴格的內婚制取代，特別是在上層印歐語系人士中間；這個時機恰逢笈多王朝統治時期，這個王朝居于統治地位的印度精英擁護并加強了吠陀婆羅門教宗教。這組作者說，此前的一項分析得出結論說，只有兩個祖先世系對印度的民族群體有貢獻，與此形成對比的是，當前這項研究納入了更具地理和文化代表性的樣本，從而提供了對印度當前的基因組多樣性和這個次大陸的人類定居的一種有粒度的觀點。

　　On the universal structure of human lexical semantics

　　一項研究提出，人類語言擁有構成詞義基礎的共同結構，它獨立于文化和地理而存在。科研人員嘗試確定是否存在構成了人類語言結構基礎的人類認知的普遍屬性，或者語言其實是文化或環境的一種反映。

　　Hyejin Youn及其同事用實驗方法測量了語義，并且量化了各語言之間詞義是如何比較的。這組作者使用81種人類語言的跨語言詞典，設計了一個模型用于分析各語言的語義相似性。此外，這組作者研究了與材料對象（如石頭、灰、沙）、天體對象（太陽、月球、恒星）、自然環境（夜間，白天）和地理特征（山、湖、河）有關的詞語，這些詞語在語言進化的時候可能受到其所處環境的強烈影響。通過研究每一種語言中具有多個詞義的詞語以及這些詞義的相互關系以及與其他詞語的關系如何，這組作者建立了語義網絡圖。發現這些語義網絡在人類的各個語言中普遍存在。例如，普遍存在“海/洋”和“鹽”相互之間的關系比它們與“太陽”的關系更密切，而這種關系對于沿海和內陸的語言都成立。這組作著說，語言中表達的概念可能來源于人類認知的普遍屬性。

　　Winning a competition predicts dishonest behavior

　　對各有75到100人參與的一系列研究發現，與在競賽中失敗的個體相比，在一項競賽中勝過一個對手的個體更可能在之后不相關的任務中欺騙，但是當獲勝者是根據彩票確定或者當勝利并不涉及擊敗一個對手的時候，這種差別就消失了。

　　Sex beyond the genitalia: The human brain mosaic

　　對男性和女性人類大腦的一項分析沒能發現大腦結構的性二態性的證據。在男性和女性大腦中觀察到的差別常常被認為是男性和女性大腦有區別的證據。Daphna Joel及其同事分析了來自4個數據集合的超過1400個人類大腦的磁共振成像圖片。在每一個分析中，這組作者識別出了兩性之間差別最大的大腦區域的一個子集。對于每一個大腦，這組作者確定了每一個區域的形式究竟是在這個分布的女性較男性占優勢的一端（“女性端”），還是這個分布的男性較女性占優勢的一端（“男性端”）。依數據集合的不同，23%到53%的大腦有至少一個區域有“男性端”的分值，有一個區域有“女性端”的分值。相比之下，擁有全部“男性端”或全部“女性端”分值的大腦的百分比在0%到8% 之間。這些結果提示，多數大腦是“男性端”、“女性端”和“中間類型”特征混雜的“鑲嵌”。這組作者說，這種不均勻性提示，人類大腦不屬于兩個不同的結構類別之一，即女性大腦和男性大腦。