环境

随着珊瑚礁因气候变化而面临危机，科学家们研发了一种生物墨水，可以帮助促进珊瑚幼虫的定居，并在为时已晚之前恢复这些水下生态系统。研究人员证明，该墨水可以使珊瑚定居率提高超过20倍，他们希望这能为全球珊瑚礁的重建贡献力量。 随着珊瑚礁因气候变化而面临危机，科学家们研发了一种生物墨水，可以帮助促进珊瑚幼虫的定居，并在为时已晚之前恢复这些水下生态系统。在5月14日出版于趋势生物技术期刊的论文中，研究人员证明该墨水可以使珊瑚定居率提高超过20倍，他们希望这能为全球珊瑚礁的重建贡献力量。 “当人们想到珊瑚礁时，他们通常会想到它的美丽，”加州大学圣地亚哥分校的作者丹尼尔·旺普拉赛特说。“我们有时忘记的是，珊瑚礁是保护我们海岸的最佳结构之一。我们希望开发技术，以恢复不仅是生态系统，还有能够缓冲海岸线抵御波浪、风暴和洪水的自然结构。” 过去，研究人员尝试通过种植在苗圃中生长的珊瑚来恢复珊瑚礁——自20世纪中叶以来，全球珊瑚礁数量已减半。但旺普拉赛特表示，这些实验室培育的珊瑚是基因相同的，意味着它们容易受到同样威胁。 “如果发生变暖事件或疾病暴发，可能会消灭整个种群。理想情况下，我们希望自然招募珊瑚，这可以为种群引入基因多样性并增强它们的抗逆性，”旺普拉赛特说。…

古生物学家在加拿大的博吉斯页岩中发现了一种令人惊叹的新掠食者，距今已有5.06亿年。Mosura fentoni大约与您的食指大小相当，拥有三个眼睛、带刺的关节爪、一个围绕着牙齿的圆形嘴和沿其两侧有游泳鳍的身体。这些特征表明它属于一种已灭绝的群体，称为放射牙虫。 曼尼托巴博物馆和安大略皇家博物馆（ROM）的古生物学家在加拿大的博吉斯页岩中发现了一种令人惊叹的新掠食者，距今已有5.06亿年。相关成果在《皇家学会开放科学》期刊上发表。 Mosura fentoni大约与您的食指大小相当，拥有三个眼睛、带刺的关节爪、一个围绕着牙齿的圆形嘴和沿其两侧有游泳鳍的身体。这些特征表明它属于一种已灭绝的群体，称为放射牙虫，其中还包括著名的Anomalocaris…

苏门答腊猩猩母亲在照顾幼崽的行为上存在差异，她们如何根据幼崽的成长灵活调整母亲行为也有所不同。尽管母亲之间的母性行为有所差异，但她们对不同幼崽的行为保持一致。苏门答腊猩猩母亲之间的一致性差异暗示可能存在个体母性个性，从而影响幼崽的发展。 来自马普动物行为研究所（MPI-AB）的研究人员对野生苏门答腊猩猩的研究发现，母亲在对待幼崽的母性行为上始终存在一致的差异，即使在控制了生物、社会和环境因素后。这些母亲在根据幼崽生长调整养育方式的灵活性上也表现出一致的差异。为了进行此项研究，研究人员分析了15年来收集的六种母性行为的数据。 “我们的研究表明，苏门答腊猩猩母亲在养育行为上并不完全相同，”MPI-AB的博士后研究员兼该研究第一作者Revathe Thillaikumar说，“例如，我们发现，在发育期间，有些母亲始终比其他母亲更频繁地抱着她们的幼崽，而有些母亲则更频繁地终止身体接触。特别有趣的是，这些差异在同一母亲的不同幼崽之间保持一致，即使我们考虑了已知影响母性行为的因素。” 由于苏门答腊猩猩的幼崽依赖时间是所有非人类动物中已知最长的，研究人员还考察了母性行为如何随幼崽的发展而变化。“我们发现，母亲对养育行为做出了灵活的调整，并且在这些调整的方式上，她们之间始终存在差异。例如，虽然所有母亲都倾向于在幼崽长大时更频繁地终止空间接近，但在所有幼崽中，有些母亲始终比其他母亲更频繁地这样做，”Revathe补充道。…

研究人员分析了788件来自特诺赫提特兰的黑曜石文物，揭示墨西哥（阿兹特克）帝国从至少八个不同地点获取这种重要材料，包括其政治控制范围之外的区域。尽管90%的文物采用来自帕丘卡山脉的绿色黑曜石（主要用于仪式目的），但黑曜石来源的多样性表明了复杂的贸易网络，而不只是基于征服的获取。这项研究跟踪了公元1375年至1520年间黑曜石使用的变化，显示墨西哥人在1430年左右巩固权力后开始标准化仪式黑曜石来源，提供了对该帝国经济网络和政治影响的洞察。 由杜兰大学和墨西哥大教堂项目进行的新考古研究揭示了黑曜石——一种用于工具和仪式物品的火山玻璃，也是前哥伦布时代最重要的原材料之一——如何在古代中美洲流动，并在其首都特诺赫提特兰塑造了生活。这项研究为墨西哥（阿兹特克）帝国的经济网络、仪式和政治影响提供了新视角。 本周发表在《美国国家科学院院刊》上的研究分析了从特诺赫提特兰的大教堂挖掘出的788件黑曜石文物，这是墨西哥帝国的主要寺庙和核心，位于现在的墨西哥城。该研究是迄今为止在该遗址进行的最大规模黑曜石成分研究。 考古学家发现，虽然墨西哥人主要使用来自帕丘卡山脉的绿色黑曜石，但他们还从至少七个其他地点获取黑曜石，包括超出其政治边界的地区，如乌卡雷奥，位于墨西哥西部的普雷佩查领土。这些发现表明，一个依赖于征服与积极的远程贸易的复杂经济，即使与敌对政体也有交易。 “虽然墨西哥人更喜欢绿色黑曜石，但黑曜石类型的高度多样性，主要体现在非仪式物品中，表明来自多种来源的黑曜石工具通过市场而非直接获取进入了帝国的首都，”…

闷热的天气和潮湿的空气常常使城市的夏季变得不舒适。由于热岛效应，城市地区的温度显著高于附近的农村地区，即使在夜间也是如此。这种情况，加上气候变化导致的极端天气事件频繁发生，常常使城市在夏季成为一个令人不愉快的环境。城市化和气候变化改变了城市地区的热环境，预计由于极端高温和强降雨引发的城市灾害只会变得更加严重。减轻潜在损害涉及降低热岛效应的强度和适应气候变化。受到这一问题的启发，京都大学的一个研究团队着手调查降低城市热释放如何帮助减轻和控制雷暴和局部降雨的快速发展。 该团队使用中尺度气象模式进行局部暴雨的数值模拟。他们选择了在2023年8月27日在大阪市发生的一次降雨事件，该事件在夏季下午条件下进行，没有台风或气象前线的影响。 在系列对照模拟中重现这一降雨事件后，研究团队进行了系统减少陆地和城市地区的显热通量的数值实验，例如城市热释放。 在对照模拟与敏感性模拟结果进行比较时，团队考察了减少城市地区显热通量对大阪市降雨强度和降水量的影响。他们的结果表明，城市地区热释放的减少可以减轻和控制夏季下午的局部降雨。 “我们的研究表明，作为一种天气调节方法，调控城市热释放是控制局部降雨的一个有前景的途径，”第一作者入江健太表示。…

一组研究人员调查了昆士兰州Cooloola国家公园靠近彩虹海滩的不同年龄（从0到70万年）的海岸沙丘，以了解土壤微生物如何应对随着沙丘变老而严重下降的营养物质水平，例如土壤中的磷。他们发现微生物——如真菌和细菌——充当了“磷守门人”，以应对低磷水平。 一项新研究深入探讨了昆士兰标志性地点的海岸沙丘的过去，以更好地理解土壤中的微观过程如何支持地球上一些生物多样性最高的景观。 发表在《自然地球科学》上的研究小组来自格里菲斯大学、悉尼大学和斯德哥尔摩大学，调查了昆士兰州Cooloola国家公园靠近彩虹海滩的不同年龄（从0到70万年）的海岸沙丘，以了解土壤微生物如何应对随着沙丘变老而严重下降的营养物质水平，例如土壤中的磷。 磷是一种对所有生物必不可少的元素。它在各种生理过程中发挥着至关重要的作用，包括能量代谢、细胞膜形成和光合作用。 悉尼大学的高级作者查尔斯·沃伦教授说：“我们对植物如何应对磷缺乏的特征了解很多，但对土壤微生物如何应对却知之甚少。”…

一项新的研究显示，一种不起眼的植物具有一些非常独特的家庭动态。 大约37亿年前，一串自然发生的氨基酸——这种氨基酸是天文学家在陨石中发现的，最近在银河系中心附近的恒星诞生区也发现了——与一个自然发生的催化剂反应，开始了自组装复制的命运过程。生物学中一个最引人入胜的问题是，这些简单的游离分子是如何导致今天存在的奇异生物的无尽表演。查尔斯·达尔文在完善生命随时间变化的观点时做了大量的基础工作。他推理说，如果你将同一物种的两个群体分开足够长的时间（大约几千到几百万年），他们最终会演变成各自独特的物种。 对于急于求成的人来说，还有一种更快的方法来产生新物种。例如，杂交通常可以奏效，但这可能会因为一种叫做“基因渗入”的东西变得混乱，并且自然发生仍可能需要数百年。 许多植物和其他一些生物则可以通过将其染色体数量加倍来进一步加速多样化。这个过程称为自体多倍体，而在合适的条件下，它可以瞬间产生新的多样性。 自体多倍体可以通过多种方式发生，但其一般原理是简单的。通过一种或另一种机制，植物的生殖细胞会额外复制它们的DNA。这两个副本就会被传递给植物的后代，使其拥有两组相同的染色体。新的植物仍然可以与其他具有正常染色体组成的植物繁殖，但它们的后代不太可能存活。…

为了使树木生长，它们需要精确控制水分平衡。巴塞尔大学的一项研究显示了树木如何对干旱作出反应，并修正了之前的认知。 植物在叶子的底部有小孔，称为气孔。当太阳升起时，这些孔会打开，植物从空气中吸收二氧化碳（CO2），这是它们在光合作用中所需的，除了阳光和水。在这个过程中，水也通过打开的气孔蒸发；对于一棵树来说，这一天可能会达到几百升。 当水资源匮乏时，植物可以关闭气孔，从而防止过多水分蒸发。植物拥有这种保护机制并不是什么新鲜事。然而，之前并不清楚这种关闭是在何时发生以及触发的原因。巴塞尔大学环境科学系的研究人员在科学期刊《自然植物》上提供了新的发现。大部分测量数据来自巴塞尔大学在巴塞尔州霍尔施泰因的森林实验室，那里有一台起重机使得研究成熟树木树冠的过程成为可能。 树冠中的平衡行为 通过气孔蒸发水分是二氧化碳吸收过程中的被动过程。因此，水分的流失是植物为光合作用支付的代价。通过关闭气孔，植物可以停止蒸发，但这时它也无法进行光合作用。…

蝴蝶的飞行轨迹往往显得随机或混乱，但它们的悬停模式可能为开发具有振翅能力的微型航空器提供关键的设计见解。研究人员研究了蝴蝶如何利用空气动力生成来实现悬停，使用高速摄像机观察野生捕获的白甘蓝蝴蝶，并依靠深度学习模型追踪蝴蝶在飞行序列中的身体特征和特定翅膀点。研究发现，蝴蝶悬停的主要因素是它们身体的俯仰角。 蝴蝶的飞行轨迹往往显得随机或混乱，与其他悬停昆虫相比，它们的身体似乎遵循神秘的、锯齿般的、突然的运动。 然而，这些独特的悬停模式可能为开发具有振翅能力的微型航空器（MAVs）提供关键的设计见解。为了实现这些应用，北京航空航天大学的研究人员研究了蝴蝶如何利用空气动力生成来实现悬停。他们在《流体物理学》上讨论了他们的发现。 作者张彦来表示：“悬停是花蜜探访和躲避捕食者等关键行为的重要生存机制。阐明其空气动力机制为蝴蝶飞行运动学的进化适应提供了基本见解。” 科学家们使用高速摄像机捕捉野生捕获的白甘蓝蝴蝶的这一过程。为了避免用物理标记损坏蝴蝶的翅膀——并因此改变它们的飞行模式——研究人员训练了一个深度学习模型来追踪蝴蝶在飞行序列中的身体特征和特定翅膀点。…

研究表明，针鼹的假袋中的微生物群在动物哺乳期间发生剧变，这可能有助于为其幼崽（称为小针鼹）创造一个良好的生存环境。 来自阿德莱德大学的研究表明，针鼹的假袋中的微生物群在动物哺乳期间发生剧变，这可能有助于为其幼崽（称为小针鼹）创造一个良好的生存环境。 针鼹是单孔目动物，它们是唯一能下蛋的哺乳动物。它们在蛋中孵化的早期发育阶段意味着小针鼹缺乏功能性的免疫系统。 “我们知道生殖微生物组对婴儿健康的重要性，包括人类，但对卵生单孔目动物中它的功能知之甚少，”阿德莱德大学的伊莎贝拉·威尔逊说。她的研究发表在《FEMS微生物生态学》上。 “与其他哺乳动物在分娩期间获取阴道微生物群不同，针鼹被蛋壳保护，无法直接接触泄殖腔。”…

火烈鸟发展了一种惊人的技术，可以在水中制造涡旋和漩涡，以集中并捕食盐水虾和其他生物，生物学家发现。它们通过踩踏舞来搅动底部生物并将其集中在涡旋中。生物然后通过抬头的动作被拉起，形成一个漩涡。与此同时，它们的喙在水下快速啁啾，创造出涡旋，将猎物引导到嘴里。 火烈鸟在一个浅碱性湖泊中安静地站着，头部浸入水中，似乎在平静地进食，但水面下实际上发生了很多事情。 通过对纳什维尔动物园的智利火烈鸟的研究，以及对它们的脚和L形喙的3D打印模型的分析，研究人员记录了这些鸟如何使用它们的脚、头和喙在水中制造旋风、或漩涡，从而有效地集中并吸食它们的猎物。 加州大学伯克利分校整合生物学助理教授维克托·奥尔特加·希门尼斯表示：“火烈鸟实际上是捕食者，它们积极寻找水中运动的动物，而它们面临的问题是如何集中这些动物，将它们聚集在一起进食。想想蜘蛛，蜘蛛用丝网捕捉昆虫。火烈鸟则使用涡旋捕捉动物，如盐水虾。” 奥尔特加·希门尼斯和乔治亚理工学院、乔治亚州肯尼斯堡州立大学（KSU-Marietta）以及纳什维尔动物园的合作者将在本周的《美国国家科学院院刊》上发表他们的研究成果。…

最初来自南美的魅力十足的龙舌兰蜥蜴通过1990年代的宠物贸易进入了美国。但最近的一项发现显示，这些爬行动物对该地区并不陌生——在它们的现代亲属到达宠物运输箱之前，龙舌兰蜥蜴早在数百万年前就已经在这里生活了。 最初来自南美的魅力十足的龙舌兰蜥蜴通过1990年代的宠物贸易进入了美国。在佛罗里达州的生态系统中造成了严重破坏后，这种外来蜥蜴被归类为入侵物种。但佛罗里达自然历史博物馆最近的一项发现揭示，这些爬行动物对该地区并不陌生——龙舌兰蜥蜴早在它们的现代亲属到达宠物运输箱之前，数百万年前就已经在这里生活了。 在《古生物学杂志》中的一项新研究中，这一突破来自一块半英寸宽的脊椎骨化石，该化石于2000年代初被发掘出来，并让科学家们困惑了接下来的20年。现为博物馆脊椎动物古生物学部门的化石准备师的杰森·布尔克，在研究生毕业后偶然发现了博物馆的这块奇特化石。 “我们有很多神秘的化石骨骼盒子，所以我在翻找时，碰巧发现了这块脊椎骨，”布尔克说。“我无法搞明白这是什么。我把它放到一旁一段时间。然后我再回来问：它是一只蜥蜴吗？是一条蛇吗？在我脑海深处，它就这样静静地待了多年。” 这块脊椎骨是在佛罗里达州边界以北的一处土壤矿中发现的，经过当地工作队的线索，博物馆的古生物学家进行了采集。唯一的问题是：该矿场计划关闭，其采石场和任何暴露的化石很快将被填满。在截止日期逼近之际，科学家们尽可能多地挖掘化石并将其带回博物馆，而这块脊椎骨则一直存放在仓库中，身份未得到确认。…