环境

溪鳟鱼在适应威胁到其生存的热浪时，可能在其鳞片上有一种遗传秘密，虽然有限。科学家们多年来一直知道，溪鳟鱼——一种原产于美国东部和加拿大溪流和湖泊的标志性冷水鱼种——对温度升高极为脆弱，2010年美国森林服务的研究表明，其超过一半的栖息地被认为对这种变化极为敏感和脆弱。现在，宾州州立大学的研究人员领导的一项新研究表明，溪鳟鱼能够对热应激产生保护性遗传反应，并且可以从一代传递到下一代。 “对热应激的反应具有高度的可塑性，溪鳟鱼表现出适应并提高对高温的耐受能力，”团队负责人贾森·基基（Jason Keagy）说，他是野生动物行为生态学的助理研究教授。“我们的研究覆盖了两个热浪，整体表达模式的变化在第二次热浪期间更为强烈。我们认为第一次热浪为第二次热浪的反应‘做了准备’。” 在最近发表在《环境科学的总科学》上的研究结果中，研究人员报道，在2022年7月和8月在宾夕法尼亚中部的四条小山溪中，随着水温升高，参与免疫反应和氧气传递活动的基因组分别在两个连续热浪中被上调和下调。 “检测这些热应激的基因表达指纹允许我们直接‘询问’鱼的感受，它们是否感到压力，”基基说。…

畜牧业正承受极端天气事件带来的成本。伊利诺伊大学厄尔巴纳-香槟分校的一项新研究探讨了热应激如何影响美国的乳制品生产，发现高温和高湿度导致年牛奶产量下降1%。小型农场受打击比大型农场更严重，后者可能通过管理策略缓解一些影响。 “牛和我们一样是哺乳动物，它们会像我们一样感受热应激。当牛暴露在极端高温下时，会产生一系列负面身体影响。感染风险增加，烦躁不安，食欲下降，这会导致牛奶产量下降。对乳制品生产者而言，热的影响直接影响到他们的收入，”研究合著者、伊利诺伊大学农业与消费者经济学系助理教授马林·斯基德莫尔（Marin Skidmore）解释道。她与农业与消费者经济学系助理教授贾莱德·哈钦斯（Jared Hutchins）和伊利诺伊大学动物科学系的伊利诺伊扩展专家兼助理教授德里克·诺兰（Derek Nolan）共同开展了这项研究。…

人们普遍认为，随着森林生态系统的老化，它们积累和储存或“封存”更多的碳。 人们普遍认为，随着森林生态系统的老化，它们积累和储存或“封存”更多的碳。 一项基于密歇根大学生物站的新研究揭示了两个世纪以来碳循环的复杂性，发现情况比之前认为的更为细致。 森林结构、树木和真菌群落的组成以及土壤生物地球化学过程的协同作用对地下和地上封存多少碳的影响比之前认为的更大。 这项研究刊登在《生态应用》期刊上，涉及来自全国各地的100多名科学家的努力，他们在密歇根州佩尔斯顿的历史生态站进行了多年的研究。…

科学家将警告决策者，安第斯山脉缩小的冰川威胁到南美洲9000万人的水供应，这将在教科文组织于巴黎举行的首个世界冰川日上提出。 科学家们来自谢菲尔德大学，他们将警告决策者，安第斯山脉缩小的冰川威胁到南美洲9000万人的水供应，这将在教科文组织于巴黎举行的首个世界冰川日上提出。 安第斯山脉高处的冰川延展至阿根廷、智利、玻利维亚、秘鲁、厄瓜多尔和哥伦比亚，并提供用于家庭消费、水电、工业、农作物灌溉以及支持畜牧业的水源。 一份新的政策简报《安第斯水塔的未来》将于2025年3月21日在会议上由谢菲尔德大学和纽卡斯尔大学的科学家介绍，他们正在研究因安第斯冰川退缩而导致的水资源枯竭。它概述了冰川的缩小对依赖这些冰川的人们的水和粮食安全构成了非常真实的威胁。 安第斯冰川的厚度每年减少0.7米，速度比全球平均水平快35%。这可能导致热带安第斯地区几乎完全失去冰川，而根据一些最糟糕的预测，该山脉的其他地区冰川覆盖面积损失超过一半。…

科学家们表示，他们揭示了细菌如何保护自己免受某些噬菌体入侵者侵害的新方法——通过从减弱的、休眠的噬菌体中获取遗传物质，并利用它来“为自己接种疫苗”，以引发免疫反应。 与人类一样，细菌也会受到病毒的侵扰。在细菌中，这些病毒入侵者被称为噬菌体，源自希腊语“吃细菌者”，简称为“噬菌体”。科学家们一直试图了解单细胞生物如何在噬菌体感染中生存，以便进一步理解人类免疫并开发对抗疾病的方法。 约翰霍普金斯医学院的科学家们表示，他们揭示了细菌如何保护自己免受某些噬菌体入侵者侵害的新方法——通过从减弱的、休眠的噬菌体中获取遗传物质，并利用它来“为自己接种疫苗”，以引发免疫反应。 在他们的实验中，科学家们表示，链球菌（引起咽喉炎的细菌）利用一种称为温和噬菌体的噬菌体，这些噬菌体可以杀死细胞或变为休眠状态。细菌在这种休眠期内从温和噬菌体中窃取遗传物质，并形成一种生物“记忆”，让后代在细菌繁殖时继承。新一代细菌借助这些记忆，能够识别这些病毒并抵抗它们。 这项实验的报告部分得到了美国国立卫生研究院的支持，于3月12日发布在期刊《细胞宿主与微生物》上。研究结果帮助科学家更好地理解导致严重疾病的细菌细胞，包括葡萄球菌和大肠杆菌感染以及霍乱，如何变得对人类有毒——这一过程涉及由潜在休眠的噬菌体在细菌细胞内表达的毒性基因，约翰霍普金斯大学医学院分子生物学与遗传学的副教授、通讯作者约书亚·莫德尔博士表示。…

在一项开创性的研究中，关于纤维素的合成——所有植物细胞壁的主要成分——一组研究团队拍摄了活植物细胞在24小时内细胞壁构建的微观过程图像，为开发更强壮的植物以增加食品和降低成本的生物燃料生产提供了关键见解。这一发现揭示了一个前所未见的动态过程，并可能为来自植物的日常产品提供实际应用，包括增强的纺织品、生物燃料、可降解塑料和新医疗产品。科学家表示，这项研究还预计将为细胞壁形成的基础知识作出贡献，同时提供对这一过程的新理解。 在一项开创性的研究中，关于纤维素的合成——所有植物细胞壁的主要成分——罗格斯大学纽布朗斯维克的一个研究团队拍摄了活植物细胞在24小时内细胞壁构建的微观过程图像，为开发更强壮的植物以增加食品和降低成本的生物燃料生产提供了关键见解。 这一发现发表在《科学进展》杂志上，揭示了一个前所未见的动态过程，并可能为来自植物的日常产品提供实际应用，包括增强的纺织品、生物燃料、可降解塑料和新医疗产品。科学家表示，这项研究预计还将为细胞壁形成的基础知识作出贡献，同时提供对这一过程的新理解。 这项研究是罗格斯大学三个不同但互补学科实验室合作和努力六年以上的结果：文理学院、工程学院和环境与生物科学学院。 “这项工作是自1667年罗伯特·胡克首次观察到细胞壁以来，纤维素合成和自组装成植物细胞表面致密纤维网络的首个直接可视化，”物理和天文学系副教授、研究作者李相赫说。“这项研究还提供了全新的见解，说明简单的基本物理机制，如扩散和自组织如何导致细胞内复杂纤维素网络的形成。”…

尽管有几十年的过度捕捞警告，东南亚的捕捞渔业表现出令人惊讶的韧性。 尽管有几十年的过度捕捞警告，东南亚的捕捞渔业表现出令人惊讶的韧性。 几十年来，人们对全球渔业的过度捕捞以及生物量和生物多样性丧失发出了严厉的警告。然而，有一个地区的捕捞渔业在满足该地区日益增长的人口的食物需求的同时，基本上保持了其生物多样性和生态健康。 在发表在《渔业科学》杂志上的一项研究中，北海道大学渔业科学学院的松石隆志教授（Prof. Fritz）考察了东南亚捕捞渔业的现状，以理解为什么这个特定地区能够逆全球过度捕捞和产量下降的潮流，并为全球其他捕捞渔业提供哪些经验教训。…

科学家们揭示了包围细胞细微突出部分的保护层的细节。生物细胞的表面往往具有细长的毛状突出物，称为纤毛，其功能多样，从运动到感知环境信号。来自德国和意大利的研究人员最近揭示了关于这些纤毛周围保护层的新见解。这个名为糖萼的保护鞘由富含糖分的蛋白质（糖蛋白）组成。作为与环境的第一接触，它决定了细胞如何附着于表面、移动和感知环境信号。然而，其确切结构此前尚不清楚。研究小组现在详细绘制了单细胞绿色藻类Chlamydomonas reinhardtii中该层的结构，并确定糖蛋白FMG1B和FMG1A为其主要成分。FMG1A是FMG1B的一个未知变体，这两种糖蛋白在生化上与哺乳动物中的黏蛋白具有相似性。黏蛋白也是糖蛋白，是许多生物中保护性粘液的核心成分，例如在粘膜或内脏中。在他们的研究中，团队从藻类中去除了这两种糖蛋白，结果显示，纤毛的粘附性显著增加。尽管如此，藻类细胞仍能够通过粘附的纤毛在表面上移动。这使研究人员得出结论，这些蛋白质并不像之前假设的那样，直接使细胞附着于表面，并传递所需的滑动运动力，而是形成一种保护层，调节纤毛的粘附性。“这一发现扩展了我们对细胞如何调节与环境的直接相互作用的理解，”来自德国明斯特大学的植物生物技术专家米哈伊尔·希普勒教授解释道。“我们还获得了有关类似保护机制在其他生物中如何运作的见解。”参与该项目的波茨坦马克斯·普朗克分子植物生理学研究所的阿德里安·尼弗盖尔特博士与米兰人类技术中心的盖亚·皮基诺博士的研究小组合作。研究小组使用了一系列前沿的成像和蛋白质分析技术，包括冷冻电子断层成像和电子显微镜、荧光显微镜、质谱以及基因操作去除藻类基因组中的糖蛋白。

检测微塑料和识别植物压力的早期阶段——这一切及更多，现在都可以通过一种基于近红外光测量的新方法实现。该方法价格便宜并可实时工作。 检测微塑料和识别植物压力的早期阶段——这一切及更多，现在都可以通过一种基于近红外光测量的新方法实现。该方法价格便宜并可实时工作。 来自博胡姆、杜伊斯堡、卡尔斯鲁厄和明斯特的研究人员开发了一种新的环境监测方法。它基于近红外（NIR）光，能够让用户从各种材料和生物样本中获取详细的光谱信息。这个由简·斯特格曼和来自德国弗劳恩霍夫微电子电路与系统研究所（IMS）以及鲁尔大学博胡姆教授塞巴斯蒂安·克鲁斯领导的团队展示了HyperNIR技术可以用于非接触式识别不同类型的塑料，这对回收过程和微塑料的检测非常有用。研究人员在《先进科学》杂志上发表了有关该技术的论文，该论文于2025年3月4日在线发布。 近红外光对人类不可见，但它包含样本化学组成的宝贵信息。以前的方法要么以灰度图像的形式显示，要么以光谱的形式显示，即不同波长的强度分布。新方法基于高光谱成像，即光谱信息和空间信息的结合。研究人员利用价格便宜且市面上可获得的组件，能够将任何标准相机转变为HyperNIR相机，从而将光谱信息转换为图像。他们为此使用可控的偏振光学。外部标记，如染料，也可以被捕捉，但不是必需的。 过程实时工作…

谁是我们最早的祖先？答案可能在一组特殊的单细胞生物中，这些生物的细胞骨架与复杂生物（如动物和植物）类似。 十年前，没人知道阿斯加德古菌（Asgard archaea）的存在。然而，在2015年，研究深海沉积物的研究人员发现了指示一种新型、之前未发现的微生物的基因片段。 在计算机的帮助下，研究人员将这些片段像拼图一样组合起来，以编译完整的基因组。直到那时，他们才意识到他们正在处理一种之前未知的古菌群体。 像细菌一样，古菌是单细胞生物。然而，在基因上，这两个领域之间存在显著差异，尤其是在它们的细胞外壳和代谢过程方面。…

发现一块超过一百万年的人体面部碎片代表了西欧已知的最古老面孔，并确认该地区在早期更新世时期曾由两种人类栖息，新研究发现。 发现一块超过一百万年的人体面部碎片代表了西欧已知的最古老面孔，并确认该地区在早期更新世时期曾由两种人类栖息，新研究发现，参与研究的有一名伦敦大学学院的研究人员。 这项研究的发现已在《自然》上发布，由Rosa Huguet博士（加泰罗尼亚人类古生态学和社会演化研究所（IPHES））主导，得到María Martinón-Torres博士（伦敦大学学院人类学荣誉教授及人类进化研究中心（CENIEH）主任）的支持。…

来自太空的卫星图像使科学家能够深入探讨不同热带森林冠层的各个功能，并得出了新的和令人惊奇的结果。理解热带地区的树木特征和功能多样性对生物多样性、生态系统建模和保护至关重要。 来自太空的卫星图像使科学家能够深入探讨不同热带森林冠层的各个功能，并得出了新的和令人惊奇的结果。 理解热带地区的树木特征和功能多样性对生物多样性、生态系统建模和保护至关重要。 现在，得益于欧洲航天局（ESA）哨兵-2卫星提供的卫星数据，科学家们首次能够展示热带森林前所未见的巨大功能多样性。 这项研究由牛津大学环境变化研究所领导，涉及来自世界各地的100多名科学家，研究人员利用来自1800多个植物样地的数据，以及卫星、地形、气候和土壤数据，以预测13种树木特征的变化并绘制热带森林的功能多样性图。…