环境

研究人员开发了公民科学平台作为评估德国742个鸟类保护区有效性的新的数据来源。研究表明，尽管这些区域的地点选择良好，但它们的有效性差异很大。 欧盟成员国有义务指定特别保护区（SPAs）作为纳图拉2000网络的一部分。这些区域旨在保证鸟类种群的保护和恢复。然而，由于对稀有物种数据的匮乏，尚不清楚这些区域的效果如何。哥廷根大学和德国鸟类观察协会（DDA）的研究人员开发了公民科学平台作为评估德国742个鸟类保护区有效性的新的数据来源。研究表明，尽管这些区域位置良好，但它们的有效性差异很大。当保护区与地理特征相似的未保护区域进行比较时，仅有少数物种在特别保护区内表现得更好。研究结果发表在生物保护杂志上。 公民科学平台使成千上万的人能够通过观察为研究做出贡献——无论是鸟食器上的一只黑鸟，还是在海滨一日游中观察到的物种长名单。这项研究使用了ornitho.de（https://www.ornitho.de/）平台，该平台包含超过9000万条记录。这种平台的优势在于它为全国提供了几乎完整的覆盖。然而，标准化不足和非系统的数据收集过程意味着存在多重错误来源。因此，研究人员将分析限制在特别有价值的完整列表上，这些列表提供了观察期间注册的所有鸟类的信息。为了了解保护区的表现，研究人员将其与未受保护但具有相似自然特征的区域进行比较。 分析显示，62%的研究物种在特别保护区内被发现的可能性高于其外部。研究的第一作者、DDA和哥廷根大学保护生物学系的Femke Pflüger博士强调了这些积极的发现：“明显，保护工作者在2000年代选择合适区域上做得很好。”然而，时间上的比较显示了更混合的结果，她补充道：“在2012年至2022年期间，我们只能在17%的物种中识别出保护区的积极发展。这些主要涉及草地鸟类，如黑尾鹬和鹤，它们受益于定向的栖息地管理。”对于83%的物种而言，要么没有可测量的效果，要么在保护区内的发展不如外部的情况更有利。该研究还将情境定义为“有效保护”，如果物种在保护区内外的发现概率随时间减少，但在保护区内的减少程度较小。…

最近的法规要求英格兰所有新建建筑和道路开发必须考虑并减轻对自然环境的影响。虽然这些规则在理论上值得赞赏，但环境经济学专家指出其执行中存在显著缺陷。一项最近的研究批评了生物多样性净增益政策，该政策要求大多数减缓措施发生在项目现场内或附近，而不是在对野生动物更有益的区域。通过将保护措施指向对生物多样性最有利的位置，发现整体收益有可能翻倍。 环境经济学专家认为，虽然旨在应对和减轻其对环境影响的项目背后的原则是合理的，但其实际应用往往不够充分。 今年，生物多样性净增益（BNG）立法的引入要求任何新建建筑或基础设施项目必须至少实现10%的生物多样性或栖息地的提升。 最近的一项研究在《一个地球》杂志中探讨了这一政策的实施情况。它强调大多数抵消努力需要在开发地点本身或附近进行，而不是指向那些可以对生物多样性产生更大积极影响的区域。 对将抵消措施放置在对生物多样性最有利的位置的关注被忽视。…

一组全球研究人员成功地生成了迄今为止最全面的草豌豆（Lathyrus sativus）基因组组装。 这篇最近发表在Scientific Data上的染色体规模参考基因组为推动这种较少人知的豆类现代育种技术开辟了新机会，使其更适合应对气候变化的可持续农业。 该序列的大小近乎人类基因组的两倍，是从头仔细组装而成，改进了以前的版本。研究团队成功地为强壮的草豌豆品系LS007创建了一份全面的基因组序列。…

研究人员开发了一种模型，用于计算一个生物体在其环境中理想的学习速度是多快或多慢。他们表示，生物体的理想学习速度取决于环境变化的速度和其生命周期。 复杂性科学中心和圣达菲研究所的研究人员开发了一种模型，用于计算一个生物体在其环境中理想的学习速度是多快或多慢。他们表示，生物体的理想学习速度取决于环境变化的速度和其生命周期。 每天，我们醒来时看到一个不同的世界，并作出调整。企业面临新的挑战和竞争对手，适应或倒闭。在生物学中，这是一个生存的问题：从细菌到蓝鲸的每个生物体都面临着适应不断变化环境的挑战。动物必须学习在哪里寻找营养丰富的食物，即使这些食物来源随着季节而变化。然而，学习需要时间和精力——学习太慢的生物体将落后于环境变化，而学习太快的生物体则会在试图跟踪无意义的波动时浪费精力。 这个新的数学模型为问题提供了定量答案：在变化的世界中，生物体的最佳学习速度是什么？“关键的见解是，无论环境变化的速度如何，理想的学习速度都以相同的方式增加，无论生物体是改变其环境还是改变与环境的互动。这表明了一种通用现象，可能在各种生态系统中支配学习，”CSH博士后Eddie Lee表示。…

当光线条件迅速变化时，我们的眼睛必须在几分之一秒内做出反应，以保持稳定的视觉处理。这在例如我们穿过森林时是必要的，在这种情况下，我们穿过交替的阴影和明亮阳光的区域。在这种情况下，需要一个纠正机制。这样的纠正“增益控制”机制存在于果蝇（Drosophila melanogaster）中，它直接作用于光感受器的下游。 研究人员识别了神经网络和机制，展示了即使在光线水平变化时，如何快速且可靠地感知对比。 当光线条件迅速变化时，我们的眼睛必须在几分之一秒内做出反应，以保持稳定的视觉处理。这在例如我们穿过森林时是必要的，在这种情况下，我们穿过交替的阴影和明亮阳光的区域。“在这样的情况下，仅仅让光感受器适应并不够，还需要一个额外的纠正机制，”美因茨大学（JGU）的马里昂·西利斯教授说。“她的研究小组之前的工作已经证明，这样的纠正‘增益控制’机制在果蝇（Drosophila melanogaster）中存在，它直接作用于光感受器的下游。西利斯的团队现在设法识别了能够使果蝇在光线水平迅速变化时保持稳定视觉处理的算法、机制和神经网络。相关的文章近期已在《自然通讯》（Nature…

可持续生活方式、绿色技术创新和政府主导的转型各自提供了实现联合国可持续发展目标（SDGs）和《巴黎协定》显著进展的 promising 路径，按照一项新的研究。研究小组考察了这些策略如何转变不同领域的消费和生产，识别了在地球边界内增强人类福祉的益处和权衡。与可持续发展的道路越来越遥不可及的信念相反，结果显示人类有多种不同的途径可以摆脱当前不可持续的轨迹。 可持续生活方式、绿色技术创新和政府主导的转型各自提供了实现联合国可持续发展目标（SDGs）和《巴黎协定》显著进展的 promising…

一项新的研究揭示了一个令人惊讶的发现：在夏季，格陵兰冰盖内暂时储存了大量的融水。这是国际研究小组首次能够通过定位数据对融水进行量化。这个发现挑战了当前有关冰盖如何对全球海平面上升作出贡献的模型。 一项发表在《自然》杂志上的新研究揭示了一个令人惊讶的发现：在夏季，格陵兰冰盖内暂时储存了大量的融水。这是国际研究小组首次能够通过定位数据对融水进行量化。这个发现挑战了当前有关冰盖如何对全球海平面上升作出贡献的模型。 格陵兰冰盖目前是全球海平面上升的最大单一推动力，如果它完全融化，可能使平均海平面上升多达七米。尽管科学家们长期以来一直研究冰盖的融化过程，但有一个重要问题仍未得到回答：融水储存是如何在冰盖的夏季融化季节中演变的？一种新的方法提供了前所未有的融水移动和储存视角。“在融化季节，我们发现融水的大部分质量是暂时储存在冰盖内，”南方科技大学副教授冉江军说。“这种水缓冲效应在七月达到高峰，随后在接下来的几周缓慢减少。” 水监测的新方法 “理解水在冰盖内如何储存和释放一直是一个挑战，”代尔夫特理工大学副教授帕维尔·迪特玛尔说。研究小组利用了来自格陵兰全球定位系统网络（GNET）的数据。该网络由多个位于格陵兰周边的站点组成，持续提供定位数据。研究小组开发了一种创新的方法，解释检测到的基岩的垂直位移。这些位移是由于融水的质量将基岩向下推所致。…

这个模型揭示了古代地球的气氛有多么不同，以及生命可能是如何第一次出现的。 揭开遥远行星秘密的关键始于地球。东北大学、东京大学和北海道大学的研究人员开发了一种模型，考虑了不同的大气化学反应，以估算地球的大气和生命的最初迹象是如何演变的。 “古代地球与我们目前的家园完全不同，”东北大学的山田胜友（Shungo Koyama）解释道，“那是一个更加恶劣的地方；富含金属铁，拥有含氢和甲烷的气氛。”这些分子包含了生命最初形成的重要线索。当暴露在太阳的紫外线（UV）辐射下时，它们经历一种化学反应，产生有机物（也称为“生命的构建块”）。这些有机物的一部分是基本生物分子的前体，例如氨基酸和核酸。 然而，理解紫外线辐射的作用是困难的。首先，这种类型的大气是不稳定的，并且由于大气化学反应可能经历快速变化。其次，当紫外线辐射有效地分解大气中的水蒸气并形成氧化分子时，精确的分支比率和时间尺度尚未确定。为了应对这些问题，创建了一个一维光化学模型，以准确预测很久以前地球的大气状况。…

一个名为的基因有助于水稻的冷耐受性，可能为利用分子设计培育耐冷胁迫更强的水稻品种提供了一条途径。该研究将于10月30日在Cell Press期刊上发表。 “冷损伤是水稻生产中的一个主要挑战，识别信号通路中的关键基因模块是解决这个问题的关键步骤，”中国科学院的高级研究作者蒋琼表示。“我们的研究专注于揭示作物对冷胁迫反应背后的分子机制。我们希望通过分子设计提高冷耐受性，最终在冷损伤下也能稳定产量。” 水稻在全球粮食安全中发挥着至关重要的作用。由于气候变化，超过1500万公顷的水稻种植区已受到寒冷的影响，低温对24个国家的水稻种植构成了重大挑战。因此，农业的一个主要目标是通过分子设计开发具有更强耐寒能力的水稻品种。虽然已知温度传感器通过触发Ca2+信号来赋予细胞冷耐受性，但与其他次级信号结合的传感器了解得较少。 “长期以来，人们认为冷传感器与钙离子结合以触发细胞中的温度感知，”蒋琼说道。“我们的研究揭示了细胞中温度感知的新路径。我们发现，定位于质膜的COLD6-OSM1模块触发了信号分子2',3'-cAMP的产生，这超出了钙信号的范围，以启动对低温的防御反应。”…

在易燃区域，水并不是扑灭火焰的唯一手段。野外消防员还会使用化学或合成抑制剂。研究人员在ACS的《环境科学与技术快报》上报告，探讨这些抑制剂是否可能是有时在野火扑灭后发现的水道中金属水平升高的来源。他们调查的几种产品含有至少一种金属的高浓度，包括铬和镉，并可能对环境中的火灾后金属浓度增加产生贡献。 “野火与有毒重金属向环境的释放有关，但到目前为止，人们假设这些金属来自诸如土壤等自然来源，”该研究的主要研究员丹尼尔·麦克库里说。“我们现在知道，阻燃剂可能会导致这些金属的释放。” 野火抑制产品旨在在水分蒸发前后抑制火焰活动，包括阻燃剂、水增强剂和泡沫。随着野火变得更加频繁和严重，需要从地面喷洒和从飞机投放更大量的水以及化学和合成抑制剂来扑灭火焰。虽然制造商确定了大多数抑制剂中的活性成分，但一些成分是专有的。此外，以前的研究人员观察到了野火后土壤和溪流中潜在有毒金属浓度的增加。因此，麦克库里和南加州大学的同事们想知道抑制剂是否含有金属，并可能污染环境。 研究人员测试了14种由商业零售商销售的火灾抑制产品的样品。他们分析了已知具有毒性或受美国环境保护署（EPA）监管的10种金属的样品。每种产品都包含至少一种金属，其浓度超过了EPA对饮用水的最大污染物水平标准。特别是，两个被归类为阻燃剂的抑制产品包含八种金属（铬、镉、砷、铅、钒、锰、锑和铊），其浓度大大超过了EPA的饮用水标准。其中一种阻燃剂超过了加利福尼亚州的危险废物法规对于这三种金属的规定。研究人员表示，这些结果表明如果这些产品进入水体，阻燃剂可能会污染水生环境和潜在的饮用水。 根据2009年至2021年间在美国野火上投放的阻燃剂数量，研究人员确定每年的金属应用总量存在变动，但总体上随着时间的推移而增加。对于南加州的一场野火，他们估计附近溪流中镉浓度的增加可以由31%的报告使用的阻燃剂来解释。他们表示，这些结果表明，火灾抑制活动可能会导致环境中金属水平的升高，但仍需更多工作来确定对人类和环境健康的潜在风险。…

根据一项新的研究，阿拉伯北部的定居点在公元前三至二千年间处于城市化的过渡阶段。 根据2024年10月30日发布在开放获取期刊《PLOS ONE》上的一项研究，阿拉伯北部的定居点在公元前三至二千年间处于城市化的过渡阶段，作者是法国国家科学研究中心的Guillaume Charloux及其同事。 大规模城市定居点的发展是人类文明演变中的一个重大步骤。这一城市化进程在阿拉伯北部的研究中遇到了困难，部分原因是该地区与利凡特和美索不达米亚等理解较深的地区相比，缺乏保存良好的考古遗址。然而，近年来，考古发掘在阿拉伯北部发现了一些杰出遗址，为城市化的早期阶段提供了见解。…

根据对湖泊沉积物中保存的化学物质的新分析，大型草食动物如野牛或驼鹿在黄石国家公园地区已经连续生活了约2300年。美国俄克拉荷马州立大学的约翰·温特（John Wendt）及其同事在2024年10月30日的开放获取期刊《PLOS ONE》中展示了这些发现。 19世纪和20世纪北美野牛几乎灭绝是一场重大的生态灾难，而在欧洲殖民化之前，这些动物的生活方式和栖息地知之甚少。在这项新研究中，研究人员试图通过分析大约公元前238年到现在的湖泊沉积物中动物粪便中的类固醇，来确定生活在黄石国家公园北部地区的主要大型草食动物。 为进行这项分析，研究人员首先确定了在该地区可能生活的大型草食动物（包括野牛、驼鹿、驼鹿、小尾鹿和叉角羚羊）的粪便中出现的类固醇类型。他们发现，他们可以仅通过粪便中的类固醇识别出驼鹿、叉角羚羊和小尾鹿，但想要区分野牛和驼鹿则更加困难。当研究人员分析不同层次的湖泊沉积物中的类固醇时，他们发现，在过去2300年中，野牛、驼鹿或这两者的组合是流域内的主要大型草食动物物种。…