环境

一场风暴，即使在它过去之后，仍然可以在海洋中留下持续数千年的痕迹。这些痕迹由粗颗粒组成的沉积层构成，与良好天气相关的细沉积物不同。在加勒比海，一支由法兰克福歌德大学领导的国际研究团队现在使用来自伯利兹海域“蓝洞”的30米长的岩心来研究这些沉积物。分析显示，在过去5700年中，该地区热带风暴和飓风的频率稳步增加。针对21世纪，研究团队预测，由于气候变化，地区风暴频率将显著上升。 在位于中美洲小国伯利兹海岸80公里处的灯塔礁环礁的浅水区，海底突然陡峭下沉。 "大蓝洞"就像一个被珊瑚礁环绕的深蓝色眼睛，是一个125米深、直径300米的水下洞穴，源于几千年前一个位于石灰岩岛上的喀斯特洞穴。 在最后一个冰河时期，洞穴的顶棚坍塌。随着冰盖融化和全球海平面开始上升，洞穴随后被淹没。 在2022年夏季，一组科学家在法兰克福歌德大学生物沉积学研究小组负责人埃伯哈德·吉施勒教授的带领下，获得了德国研究基金会（Deutsche…

一项新的模型表明，随着气候变化导致风暴加剧，明尼苏达州的木材生产可能会减少一半。 当极端高温危害授粉者时，草莓收成将减少多少？当风暴摧毁森林时，木材生产将下降多少？当大型野火席卷科罗拉多州的山镇时，休闲价值将消失多少？ 这些是由一位CU博尔德大学生态学家共同开发的新计算机模拟可以回答的一些关键问题。在3月5日发表在自然生态与进化的一篇论文中，研究人员提出了一种旨在了解气候变化加剧的极端天气事件将如何影响生态系统及其为人类提供的好处的模型。 根据该模型，如果发生严重的风暴，明尼苏达州的一片森林可能会损失高达50%的木材收入。 “随着气候变化的加剧，迫切需要纳入极端事件（如大火和飓风）对自然提供的利益的影响，”论文的第一作者、生态与进化生物学系副教授劳拉·迪说。“这项研究是预测生态系统服务影响的重要一步，以便我们可以相应调整管理策略。”…

新研究正在重塑我们对自然界最令人惊叹但又破坏性极大的现象之一的理解——大规模的蝗虫群体共同移动。 新研究发表在《科学》杂志上，正在重塑我们对自然界最令人惊叹但又破坏性极大的现象之一的理解——大规模蝗虫群体共同移动。 一组研究人员，包括德克萨斯农工大学农业和生命科学学院昆虫学系的Regents Professor和Charles R.…

为了成功的细胞分裂，染色体DNA需要被打包成紧凑的棒状结构。这个过程中的缺陷可能导致细胞死亡或癌症等疾病。一项新的研究显示了染色体在细胞分裂过程中如何改变形状。某些蛋白质复合体帮助DNA折叠成相互排斥的重叠环，然后堆叠形成棒状结构。这是科学家首次在分裂细胞中以高分辨率直接观察到整个染色体，为了解染色体的形成提供了新的见解。 生命的众多奇迹之一是细胞能够分裂，从而使生物体生长和自我更新。为此，细胞必须复制其DNA——其基因组——并将其平均分配到两个新的子细胞中。在细胞分裂过程中，为了准备46条人类细胞的染色体，每条染色体形成一个紧凑的X形结构，有两个棒状副本。细胞如何实现这一壮举仍然在很大程度上未知。 现在，EMBL的科学家们首次通过新的染色质追踪方法在显微镜下高分辨率直接观察了这一过程。这项新研究表明，每条染色体的长DNA分子在细胞分裂过程中形成了一系列相互排斥的重叠环。由于这种排斥，DNA环最终堆叠成棒状染色体。 高分辨率追踪染色体DNA 科学家们长期以来假设DNA环在建立和维持染色体结构中的重要性。凝缩体于1990年代首次被识别，是大型蛋白质复合体，在细胞分裂过程中结合DNA并挤出以形成不同大小的环。EMBL的先前研究揭示了该过程的结构力学及其在将染色体打包成易于在细胞间转移的形式中的重要作用。…

研究人员发现，细菌群体通过不同的中间状态，从稳定的涡旋过渡到混沌湍流。结合对细菌群体的实验、计算机模拟和数学建模，团队阐明了在细菌可用的自由空间增加时，如何有序的旋转转变为无序的湍流的复杂过程。这些发现为活跃物质物理学提供了新的见解，并可能为微型机器人、生物传感以及基于活跃流体的微观系统的未来应用提供信息。 东京科学研究所的研究人员发现，细菌群体通过不同的中间状态，从稳定的涡旋过渡到混沌湍流。结合对细菌群体的实验、计算机模拟和数学建模，团队阐明了在细菌可用的自由空间增加时，如何有序的旋转转变为无序的湍流的复杂过程。这些发现为活跃物质物理学提供了新的见解，并可能为微型机器人、生物传感以及基于活跃流体的微观系统的未来应用提供信息。 细菌的集体运动——从稳定的旋转模式到混沌的湍流——几十年来一直令科学家们着迷。当细菌群体被限制在小的圆形空间中时，就形成了稳定的旋转涡旋。然而，随着这个限制空间的半径增大，有序的旋转模式分解为湍流状态。这种从有序到混沌流动的过渡长期以来仍然是一个谜。这代表了一个根本性的问题，不仅是在细菌行为研究中，也在经典流体力学中，理解湍流的出现对于控制和利用复杂流动至关重要。 在最近于2025年3月14日发表在《国家科学院院刊》(PNAS)上的研究中，由日本东京科学研究所的副教授西口大树领导的研究团队详细揭示了细菌群体如何从有序运动转变为混沌流动。结合大规模实验、计算机建模和数学分析，团队观察并解释了有序与湍流之间出现的以前未知的中间状态。 他们的实验方法包括使用先进的微制造技术创建多个不同尺寸的圆形井，并获取高质量的视频资料，使他们能够观察细菌种群在各种限制条件下的行为。实验揭示，涡旋反转是去稳定化的第一个迹象；简单来说，随着限制半径超过临界尺寸，初始稳定的涡旋会让位于两个竞争的涡旋，后者定期反转旋转方向。随着空间变得更大，这种模式演变为一个具有脉动波动的四涡旋配置，最终过渡到完全形成的湍流。这些观察提供了细菌群体涡旋如何在限制条件变化的结果下逐渐失去有序运动模式的第一个详细视图。…

研究人员开发了一种新材料，通过利用阳光的力量，可以清除水中危险的污染物。 研究人员开发了一种新材料，通过利用阳光的力量，可以清除水中危险的污染物。 这种材料是通过软化学凝胶和电纺丝的结合创造的——一种将电力施加于液体以制造小纤维的技术——团队构建了细长的钛 dioxide (TiO₂)…

生物医学研究人员已经解码机械力如何驱动纤维化中的细胞行为。 人类身体中的细胞受化学和机械力的影响。然而，直到最近，科学家们对如何操控这一方程式的机械部分了解不多。情况即将改变。 华盛顿大学圣路易斯分校麦克凯尔维工程学院机械工程系的哈罗德和凯瑟琳·福特教授盖·吉宁表示：“这是我们能够控制驱动纤维化的细胞能力的一项重大突破。”他在谈到最近发表在《自然材料》上的研究时说。 纤维化是一种病症，其中细胞产生过量的纤维组织。成纤维细胞通过这一过程来闭合伤口，但该过程可能在不应该发生的地方级联。例如，心脏纤维化；肾脏或肝脏纤维化，随后可能导致癌症；以及肺纤维化，可能导致重大疤痕和呼吸困难。根据吉宁的说法，人体内每一种软组织，甚至大脑，都有潜力在不应该的时候开始经历伤口愈合级联反应。 这一问题既有化学根源也有机械根源，但机械力似乎扮演了一个过大的角色。华盛顿大学的研究人员试图利用这些机械力的影响，通过合适方向的策略性拉扯来告诉细胞关闭其过量纤维的织机。…

抗生素耐药菌是一种严重的公共卫生威胁。了解这些细菌的生物学——例如它们如何合成其保护性胶囊——对于开发对抗抗生素耐药性的新策略至关重要。 抗生素耐药菌是一种严重的公共卫生威胁。了解这些细菌的生物学——例如它们如何合成其保护性胶囊——对于开发对抗抗生素耐药性的新策略至关重要。 肺炎链球菌是一种常见于人类上呼吸道的细菌。虽然在某些个体中它可能存在而无害，但它也是导致严重疾病的主要病原体，特别是在幼儿、老年人和免疫系统较弱的人群中。由该细菌引起的疾病，如肺炎和脑膜炎，可能危及生命。该细菌逃避免疫系统并引发疾病的能力在很大程度上归功于其胶囊，胶囊充当保护盾。因此，这种胶囊是疫苗开发的主要目标。 新加坡国立大学（NUS医学）的永鲁麟医学院的研究人员在揭示肺炎链球菌如何构建其胶囊方面取得了进展。他们的研究结果表明，胶囊及其运输机制的适应性可能在细菌进化和多样性形成中发挥关键作用，为管理肺炎球菌疾病提供了见解。 细胞运输蛋白…

一项新的研究发现，加拉帕戈斯群岛的鸟类因交通噪音而改变行为，频繁暴露于车辆下的鸟类表现出更高的攻击性。在涉及交通噪声的试验中，加拉帕戈斯黄歌雀（Setophaga petechia aureola）的鸣唱时间延长了，鸣唱的最低频率增高（以减少与交通噪音的重叠），而生活在道路附近的鸟也表现出更强的身体攻击性。 一项新的研究发现，加拉帕戈斯群岛的鸟类因交通噪音而改变行为，频繁暴露于车辆下的鸟类表现出更高的攻击性。 这项研究发表在《动物行为》期刊上，由安格利亚鲁斯金大学（ARU）和维也纳大学孔德拉德·洛伦茨研究中心的专家领导，研究考察了车辆噪音污染对加拉帕戈斯黄歌雀（Setophaga…

根据一项新研究，美国发现的昆虫捕食者可能有助于控制斑点灯蛾的种群，同时可能减少对化学控制方法的依赖。 由宾州州立大学农业科学学院的昆虫学家领导，并发表于《节肢动物与植物互作》中，研究评估了各种昆虫在控制斑点灯蛾种群方面的有效性。这种入侵害虫于2014年首次在美国被发现，目前已扩散至至少18个州，给葡萄园、果园和苗圃行业造成了严重损害。 研究显示，脊状士兵虫——一种原产于北美的捕食性臭虫，以各种农业害虫为食——以及卡罗莱纳螳螂和中国螳螂在捕食斑点灯蛾方面表现得尤为有效。研究人员表示，保护和促进这些自然捕食者可能为对抗这种破坏性害虫提供可持续和战略性的自然控制手段。 “我们的研究表明，几种本地和归化捕食者可以有效地捕食斑点灯蛾，”首席研究员、博士候选人安妮·约翰逊（Anne Johnson）说，她与昆虫学教授凯利·霍弗（Kelli…

在细菌的微观世界中，基因转移是一种强大的机制，能够改变细胞功能、推动抗生素耐药性，甚至塑造整个生态系统。现在，莱斯大学的一个跨学科研究小组开发了一种创新的RNA“条形码”方法，用于跟踪微生物群落中的这些遗传交换，提供了基因如何跨物种移动的新见解。研究结果最近发表在《自然生物技术》上。 “我们早就知道细菌以影响人类健康、生物技术和环境稳定性的方式交换基因，”生物科学和生物工程的副教授詹姆斯·查佩尔说。“但是，绘制哪些微生物参与基因转移一直很具挑战性。这项新技术让我们能够直接在细胞内部记录这些信息。” 传统的基因转移研究方法涉及使用荧光蛋白或抗生素耐药基因标记移动遗传元素。虽然这些方法有效，但它们需要在实验室中分离和培养微生物，因此在复杂环境中的使用受到限制。 为了解决这个挑战，莱斯大学的查佩尔、乔夫·西尔伯格和劳伦·斯达勒的研究实验室组成了一个跨学科团队。这个团队由马修·迪萨特、基亚拉·雷耶斯·加马斯、劳伦·甘比尔、普拉尚特·卡尔瓦帕勒、李杰·卢和奥古斯特·斯陶布斯组成。 莱斯团队的新方法称为RNA可寻址修饰（RAM），通过使用合成催化RNA（cat-RNA）来“条形码”活细胞内的核糖体RNA（rRNA），绕过了这些障碍。…

研究人员对密苏里州和堪萨斯州的农民进行了访谈，了解他们对气候变化的看法。尽管他们处于这一话题的前沿，但农民们报告表示，他们会避免讨论这一话题，甚至连家人之间也如此，无论他们的观点是什么，都是为了避免争论、冲突和对生计的损害。研究人员认为，研究表明，如果最受影响的人不想讨论这一问题，那么在政策或减缓措施方面就很难解决这一问题。 我们都曾避免在争议性话题上进行对话，或可能导致争论时进行讨论。那些处于气候变化前沿的农民因为潜在的冲突和生计受到伤害，避免与邻居、社区成员、民选官员甚至自己的家庭谈论这一问题，堪萨斯大学的新研究发现。 研究人员对堪萨斯州和密苏里州的20多名农民进行了访谈，以了解他们对气候变化的沟通。结果显示，受访者对气候变化的看法各异，有的人相信其影响并在农业运营中采取行动，有的人则持怀疑态度——但所有人都在不同程度上避免讨论这一话题。 "人们担心各种反应。有些人说，如果他们提起这个话题，家人会用奇怪的眼光看他们，因此连家里人都无法谈论该话题，"堪萨斯大学新闻与大众传播副教授兼该研究的主要作者洪田宇说。"那只是一个低级别的担忧，但其他人则表示，他们听说有人在嘲笑他们，或者担心如果意见不同，邻居会不愿意和他们合作。" 该研究源于洪田宇和学生在COVID-19疫情期间开展的研究小组。该小组获得了私人捐赠资金，研究当地气候变化的影响。学生们采访了校园的科学家以及周边社区的农民，讨论气候变化、他们的看法以及它如何影响他们。农民们对在镜头前讨论这一话题表现出不情愿。…