环境

最近发现的哺乳动物生活在科罗拉多州，距今大约七千到七千五百万年前，当时该州大部分地区被一个巨大的内陆海洋覆盖，海洋中充满了鲨鱼、海龟和巨型鳄鱼。 科罗拉多州兰基利附近的一个古生物学家团队发现了一位令人惊叹的古代居民：一块约等于麝鼠体型的化石哺乳动物，它可能在恐龙时代的沼泽中漫游。 由科罗拉多大学博尔德分校的杰林·埃伯利（Jaelyn Eberle）领导的研究小组，于10月23日在期刊PLOS ONE上发表了他们的研究成果。…

科学家们进行了一项开创性的研究，测量了常见海洋哺乳动物对军事声纳的反应，发现这些生物受到的声音影响低于之前的预期。 加州大学圣克鲁兹分校的一组科学家首次直接观察了广泛认知的海洋哺乳动物对军事声纳的反应。他们发现这些动物对声音的敏感度远低于以前的预期。 在10月23日发表在期刊皇家学会开放科学上的一项最新研究中，一个国际团队在受控条件下考察了34组海豚——总计数以千计的个体——分别播放模拟和真实的军事声纳，或不发出任何声音作为对照。通过分析它们对已知声纳刺激的反应，研究人员发现了一些令人惊讶的行为。 加州大学圣克鲁兹分校的研究副教授及南霍尔环境协会（SEA）的高级科学家布兰登·索索尔表示：“有明确的声学反应证据——详细的运动变化，包括强烈的回避和群体动态的变化。虽然这些行为变化随时间而异，但令人惊讶的是，这些变化发生在远低于现有监管评估中预测的声音水平，表明这些动物对噪音的敏感度超过我们的想象。” 研究人员使用创新的方法组合，包括空中无人机图像、海底声音记录仪以及岸上的视觉观察者，来研究两种社会性海豚。这种综合方法提供了对这些社会动物如何对声音干扰反应的全面理解，联合作者、加州大学圣克鲁兹分校的海洋科学教授阿里·弗里德兰德表示。…

科学家们从深海微生物中发现了新的酶，它们在乙烷的分解中发挥了关键作用，为这些生物的代谢提供了惊人的见解。 深海底部的自然渗漏释放烷烃，这些烷烃是有害污染物，对生命构成潜在风险并助长全球变暖。幸运的是，围绕这些渗漏的沉积物中栖息着微生物，它们充当自然过滤器：在这些烷烃进入海洋和大气之前，它们消耗了大部分这些烷烃。这一过程被称为烷烃的厌氧氧化，虽然重要却鲜为人知。来自德国不来梅的马克斯·普朗克海洋微生物学研究所的研究人员现在发表了一项研究，详细描述了乙烷的分解，这是这些渗漏中第二常见的烷烃。他们研究了参与这一过程的酶，并发现这些发现挑战了长期以来在厌氧生物化学中的信念。他们的发现发表在Nature Communications上。 基因组数据中怀疑缺失的能量获取机制 几年前首次确定了乙烷的厌氧分解，但许多细节仍不清晰。“当我们绘制出这一途径中的化学反应时，我们观察到对参与的生物化学的理解存在显著的空白。这使我们相信这些生物必须通过一种未知的机制获取能量，”首席作者奥利维尔·勒梅尔解释道。该过程中的最后两种酶将乙烷转化为二氧化碳（CO2）。其他微生物利用一种名为铁氧还蛋白的蛋白质来捕获在这一过程生成的电子。“这也被认为适用于乙烷氧化菌。然而，检查这些微生物的基因组时，我们发现它们缺乏利用铁氧还蛋白获取能量所需的酶。因此，必须有另一种机制在起作用。”…

从水生生活转变为陆生生活被认为是地球生物历史上的一个关键里程碑。目前，机器人专家、古生物学家和生物学家的合作正在利用机器人技术调查大约3.9亿年前当代陆地动物的祖先是如何从游泳进化到行走的。 在发表在《科学机器人》期刊上的一项研究中，剑桥大学领导的研究小组详细介绍了“古生物启发的机器人”如何为研究古代鱼类的胸鳍和腹鳍是如何转变为支持其在陆地上重量的提供宝贵方法。 “由于化石证据有限，我们对古代生命如何过渡到陆地的理解是不完整的，”剑桥大学工程系的主要作者Michael Ishida博士解释说。“古生物学家分析古老化石以获得对髋关节和盆骨的结构的洞察，但仅通过化石能够学习到的内容存在固有的限制。这正是机器人发挥作用的地方，因为它们可以帮助填补我们理解中的空白，特别是关于脊椎动物运动的重要变化。” Ishida是剑桥大学生物启发机器人实验室的一部分，该实验室由论文的高级作者Fumiya…

在繁荣的珊瑚礁中，各种鱼类的声音交响曲——包括觅食、求偶和领土争斗时的咕噜声和咕噜声——伴随着不停的虾 snapping 声。这些水下声音帮助幼态珊瑚找到适合安定下来的栖息地。 最新研究发现，另一种珊瑚幼虫对从扬声器播放的健康珊瑚礁声音产生积极反应。这表明，利用声音或“声学丰富”可能是鼓励珊瑚定居的有效策略，并可能适用于各种珊瑚物种的恢复工作。 当高尔夫球珊瑚幼虫在水中浸泡的头36小时内接触到健康珊瑚礁的声音时，其定居率显著增加。在此之后，声音的影响减弱。…

最近研究发现并命名了二十二种新的瘿矢虫。这一发现几乎使这一群昆虫已知的物种数量翻了一番。 宾夕法尼亚州立大学农业科学学院的一名研究生进行的最新研究导致了二十二种瘿矢虫的识别和命名。 这项研究包括每个物种的新名称和详细描述，以及识别指南。它最近在《动物分类》期刊上发表，显著增加了这一矢虫属中已知物种的数量。 据研究人员介绍，这些栖息在被称为瘿的微小结构中的细小虫子是从其他昆虫那里夺取的，名称来源于历史、神话和流行文化中著名的小偷和骗子。 例如，一种物种被命名为Prometheus，源自希腊神话中的一个巨人，他因从神明那里盗取火焰而闻名于世。研究人员指出，这种虫子鲜艳的红色使得它成为此名称的合适对象。…

许多哺乳动物，如狗、雪貂和牛，鼻子上展现出独特的凹槽花纹，形成各种多边形。日内瓦大学（UNIGE）的研究人员利用三维成像技术和计算机模拟，仔细研究了这些花纹在胚胎中的形成过程。他们发现，皮肤组织层的不同生长速度导致了圆顶的形成，底下的血管机械性地支持这一过程。这项研究为形态发生过程提供了新的视角，并可能有助于揭示与血管相关的其他生物结构的形成。这些发现已发表在《当前生物学》上。 自然界展示了各种引人入胜的形状，通常以独特的色彩模式或三维设计为特征。例如，斑马和猎豹因其独特的条纹和斑点而易于识别，而松果因其螺旋排列而受到认可。这些迷人的模式源于不同的形态发生过程，涉及在早期发育阶段的形状创造。 一方面，自组织形态发生可能受到化学反应的影响，如艾伦·图灵的反应-扩散模型所示，其中化学物质分散并相互作用形成相对均匀的模式，如哺乳动物和爬行动物皮肤中所见的模式。相反，有些形成源于机械压力，比如人脑的褶皱，外层皮质比它连接的内层扩张得更快，从而形成褶皱。 生命的多样性 米歇尔·米林科维奇教授及其团队在日内瓦大学的科学学院探讨发展机制如何促进生命的多样性和复杂性。“识别生物体中引人瞩目的具体模式是直接的。它们就在我们身边！我们最近的研究调查了狗、雪貂和牛的鼻子，具有独特的一系列多边形形状。”米林科维奇解释道。…

一种新开发的方法使研究团队能够分析和比较各种类型的蛋白质和蛋白质复合物，揭示了一个未发现的分子特征，解释了在细胞周期中如何调控蓝藻基因组。该方法在一篇名为《pyMS-Vis，一个用于可视化和研究解卷积自上而下质谱实验的开源Python应用程序：组蛋白蛋白质形式案例研究》的近期出版物中详细介绍，发表于2024年的期刊分析化学。 该研究是一个协作努力，包括如杰姆斯·乌门博士、丹福斯植物科学中心的成员和主要研究员；吉姆·佩萨文托博士，加州圣玛丽学院的副教授；周牟维博士，来自浙江大学的求是学者；以及利丽安娜·帕萨-托利奇博士，位于华盛顿州里奇兰的能源部环境与分子科学实验室的视觉蛋白组学首席科学家等专家。 乌门实验室因其对蓝藻细胞向不同性类型的增殖和分化的广泛研究而闻名。佩萨文托专注于质谱学，重点在于生物分子的精确识别和定量。他的关键专长是一个重要的蛋白质组，称为组蛋白，这些蛋白质在所有有核细胞的生物中包装DNA，包括植物、蓝藻和人类。组蛋白不仅将DNA压缩成染色质，还会通过化学修饰创建标记，这些标记标示基因位置并调控它们的表达。这些化学标签提供了附加的信息层，称为表观基因组，与修饰的DNA相关联。 在这个研究领域的一个重大挑战是辨别组蛋白上的具体化学变化、它们在蛋白质上的位置，以及这些变化是否是动态的——根据某些条件被添加或移除。尽管使用了先进的质谱设备和软件，但各种组合的可能性复杂化了这一任务。此外，每个生物类群，如植物和绿藻，似乎都有自己独特的“组蛋白密码”，因此解码这种语言对于开发具有理想特性的改良品种至关重要。 虽然市场上存在一些用于分析组蛋白修饰的商业软件，但没有任何软件能够有效处理整个组蛋白蛋白质的修饰。认识到这一空白，佩萨文托旨在通过创建一个开源软件工具pyMS-Vis来自动化冗长的识别组蛋白修饰的过程，以造福研究蓝藻组蛋白和该领域其他研究者。…

研究人员发现，花园全年提供了一种持续和可靠的花蜜来源，有助于在农业资源匮乏时为授粉者提供营养。 这种持续的花蜜供应意味着，即使是在农村环境中，即使是小型花园也可以支持授粉者种群，特别是在早春和晚夏这些花蜜有限的季节。 在今天发表在《皇家学会B辑会刊》上的一项研究中，布里斯托大学的科学家揭示，在这些关键时期，花园可以贡献总花蜜的50%到95%。 布里斯托大学生物科学学院的首席作者托马斯·廷伯雷克博士评论道：“研究显示，花园和城市地区可以成为蜜蜂、苍蝇和蝴蝶等授粉者的优秀栖息地。以往的研究表明，城市往往拥有比农业地区更高的授粉者多样性和丰度。 “此外，有证据表明，当授粉者种群位于小镇或村庄附近时，它们在农村地区更容易繁荣。因此，尽管我们知道花园有利于授粉者，但背后的原因仍然有些不清楚。…

新的研究揭示了人类基因组中发现的古老病毒DNA与发展两种影响中枢神经系统的重要疾病的风险之间的联系。 来自伦敦国王学院的最新研究发现，嵌入在人类基因组中的古老病毒DNA与影响中枢神经系统的两种主要疾病的遗传风险之间存在联系。 这项由伦敦国王学院和北威尔健康大学的学术团队进行的研究，集中研究人类内源性逆转录病毒（HERVs）——这些是久远病毒感染的遗迹，已成为我们DNA的组成部分。研究人员利用先进的基因组学方法，识别出与多发性硬化症和肌萎缩侧索硬化症（即运动神经元疾病）相关的不同HERV表达模式。这些结果表明，DNA中的病毒成分可能在这些神经退行性疾病的发生中起着重要作用。 神经退行性疾病的特点是神经元的持续退化和丧失，导致神经系统结构和功能的下降。多发性硬化症是年轻人中最流行的神经退行性疾病之一，在英国有超过150,000人面临这一终身疾病。相比之下，肌萎缩侧索硬化症更为罕见，在英国约有5,000例，并且与更严重的预后相关。 这项发表在脑、行为和免疫杂志上的研究，代表了理解神经退行性疾病复杂遗传基础的重要一步。虽然早期研究表明HERVs与这些疾病之间存在联系，但这项研究是第一批识别与疾病风险相关的特定HERVs的研究之一。…

研究人员已确定GPR31，这是一种存在于人类肠道某些免疫细胞中的受体，对于反应细菌代谢物和启动免疫反应至关重要。特别是，当代谢物丙酮酸存在时，这些免疫细胞伸展树突状突起以探索肠道环境，识别病原体，并通过GPR31激活T细胞。这个发现可能为创造新药物、疫苗和益生菌铺平道路，专注于通过这一途径改善肠道免疫力。 人类肠道栖息着被称为微生物组的有益微生物，它们产生各种称为代谢物的分子。研究人员越来越认识到这些代谢物对我们健康的重要性。我们体内一组叫做G蛋白偶联受体（GPCRs）的蛋白质，可以感知这些代谢物并启动重要的免疫反应和其他生物途径。然而，驱动这些反应的具体代谢物及其触发的免疫反应类型仍然较为不清楚。 近日，大阪大学的研究人员在关于GPR31的研究中取得了重要发现，GPR31是一种活跃于肠道特定类型的免疫细胞中的受体，称为常规1型树突状细胞（cDC1s）。这些细胞位于肠道的回肠等区域，负责激活CD8+ T细胞。这些T细胞对免疫系统至关重要，因为它们能够消灭有害的细菌、病毒，甚至一些癌细胞。 研究小组在《国家科学院院刊》（PNAS）中记录了他们的发现，并试图确定GPR31是否对细菌代谢物作出反应并激活免疫系统。在测试了各种代谢物对cDC1细胞的影响后，他们观察到在丙酮酸暴露下，相关树突状突起膜和伪足的基因表达增加。当抑制GPR31时，这种反应减弱。…

一项最新研究表明，全球渔业养殖，称为水产养殖，可能比早期估计的更依赖来自海洋的大量野生捕捞鱼。这项研究属于一个特殊议题，旨在探讨水产养殖如何更有效地为可持续食品系统做出贡献。 最近发表在《科学进展》上的一项研究表明，全球范围内的鱼类养殖，通常称为水产养殖，可能在较早的估计基础上，大量依赖来自海洋的野生捕捞鱼。这项研究是一个更广泛倡议的一部分，旨在增强水产养殖在可持续食品系统中的作用。 这些新发现挑战了长期以来对快速发展的水产养殖行业可持续性的信念，并提供了关于其对野生鱼类种群影响的多种合理估算。 这项由迈阿密大学罗斯坦学院、Oceana和纽约大学的国际科学家团队领导的研究重新评估了全球饲养水产养殖的“鱼入：鱼出”（FI:FO）比率，这是评估该做法效率和可持续性的关键指标。 研究表明，用于生产养殖鱼类的野生鱼比例比早期数据高出27%至307%，在0.36至1.15之间，而先前仅为0.28。在考虑捕捞过程中的鱼类死亡并排除不使用饲料的系统后，该比率可增加到0.57至1.78。对于鲑鱼、鳟鱼和鳗鱼等肉食性物种，所用的野生鱼量可能超过养殖鱼类生产的生物量两倍以上。…