环境

新的研究揭示了大堡礁珊瑚的热耐受性存在以前未被发现的差异，这表明珊瑚的遗传多样性可能在其恢复和适应性中发挥关键作用。研究人员使用一个可移动实验系统，在大堡礁的17个珊瑚礁上评估了500多个台珊瑚（Acropora hyacinthus）的漂白极限。他们发现，几乎所有被检查的珊瑚礁都有耐热珊瑚的存在。 南十字星大学的最新研究显示，澳大利亚大堡礁珊瑚在热耐受性方面存在以前未被认识的差异，这为珊瑚的遗传多样性在支持其恢复和适应性方面的重要性提供了乐观的希望。 一项即将于2024年9月23日星期一上午10点在《地球与环境通讯》(Communications Earth…

最近对卫星数据的检查显示，2020年至2022年期间，气态甲烷排放显著上升主要是由于湿地的洪水和水分保持增加，以及大气氢氧根（OH）轻微减少。这些发现可能会影响旨在减少大气甲烷和应对其对气候变化影响的努力。 “2010年至2019年间，我们观察到气态甲烷水平持续上升，虽然加速幅度不大，但2020年至2022年之间观察到的增加与COVID-19封锁恰好相吻合，变化更加明显，”北卡罗来纳州立大学海洋、地球和大气科学助理教授以及该研究的首席研究员Zhen Qu解释道。“全球甲烷排放从2010年的约499太克（Tg）增长到2019年的550 Tg，然后在2020年至2022年期间激增至570至590 Tg之间。”…

最近，伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的研究人员进行了一项重要的调查：营养、病毒感染和农药暴露等因素如何一起影响蜜蜂的生存？他们的研究揭示，适当的营养有助于提高蜜蜂抵御这些挑战的能力。 他们的研究结果发表在期刊《总环境科学》上。 研究的负责人、研究生爱德华·谢（Edward Hsieh）与昆虫学教授亚当·多列扎尔（Adam Dolezal）共同指出：“多种压力源往往对生存产生负面影响。然而，这些影响取决于不同的情境，因此在做出关于这些因素如何相互作用影响蜜蜂的概括时，考虑所有因素至关重要。”…

分析化石可能相当具有挑战性，尤其是当它们小到需要显微镜才能观察时。现在，研究人员小组已经设计了一种新方法来解决这个问题。化石并不总是像恐龙那样巨大；有些化石属于微化石类别，它们小到只能在显微镜下进行检查。这些微小的化石为我们提供了关于早期生命形式如何发展重要特征的重要见解，增强了我们对生命演化的理解。由东北大学的石田昭次（Akizumi Ishida）领导的研究小组，与东京大学和高知大学的专家合作，创建了一种研究这些微化石的创新方法。 石田指出：“为了研究微化石，科学家需要识别微量的关键元素，如磷和钼，但这之前已经证明相当具有挑战性。” 研究人员专注于19亿年前的甘弗林特（Gunflint）微化石，这些微化石被认可为微化石研究的基准。他们采用了一种原创的方法，将这些微化石粘附在一种称为ITO玻璃的特殊处理玻璃载玻片上，这使他们能够使用光学显微镜和电子显微镜进行彻底观察。 ITO玻璃是一种涂有薄层铟锡氧化物（ITO）的玻璃表面。这种导电金属氧化物涂层非常适合电子显微镜和二次离子质谱（SIMS），同时也允许进行光学观察。它的透明性使科学家能够有效地检查微化石的内部结构。…

研究人员发现，耐抗生素细菌相比其敏感抗生素的对应物通常更短、更圆。这些物理差异似乎与参与能量代谢和抗生素抗性的基因活动变化相关联。一种机器学习技术成功地通过显微镜图像区分了耐抗生素与敏感抗生素的细菌，没有任何药物处理，表明生物信息学可能在识别患者样本中的抗生素抗性中发挥作用。 青霉素被发现后被誉为“银弹”，因为它独特的能力可以消灭致病细菌而不对人类造成伤害。此后，开发了许多其他抗生素，针对各种类型的细菌。然而，频繁使用这些抗生素增加了产生耐抗生素菌株的风险。 最近发表在《微生物学前沿》上的一项研究，由大阪大学的研究人员进行，发现了耐抗生素细菌在形状上存在显著差异。 抗生素抗性已成为重要的全球健康问题，导致有效治疗细菌感染的选择减少。快速识别耐抗生素细菌对于确保患者接受适当治疗至关重要。然而，识别耐药菌株的标准方法涉及在实验室中培养细菌数天并测试其对药物的反应。 “有一些证据表明，抗生素抗性以不同的方式表现出来；例如，革兰氏阴性杆菌在接受抗生素处理时形态发生改变。”该研究的首席作者生田美纪表示。“我们想要找出这些形态特征是否可以用来识别抗生素抗性，而不实际暴露细菌于抗生素。”…

气候科学家和永久冻土专家通过新的气候计算机模型模拟揭示，全球变暖将加速永久冻土的融化。这一变化可能导致加拿大北部和西伯利亚的亚北极和北极地区野火的突然增加。 国际气候科学家和永久冻土专家团队发表在《自然通讯》杂志上的一项研究表明，基于新的气候计算机模型模拟，全球变暖将加速永久冻土的融化，这反过来可能会导致加拿大北部和西伯利亚亚北极和北极地区野火的快速增加。 最近的观察表明，温暖和异常干燥的条件已经导致北极地区野火的发生频率增加。要理解人类引起的变暖如何影响未来的野火事件，考虑加速的永久冻土融化至关重要，因为它显著影响土壤水分含量——这一因素对火灾行为至关重要。以前的气候模型未能充分考虑全球变暖、北纬地区永久冻土融化、土壤水分和野火之间的相互作用。 这项最新研究利用了由一个被称为“社区地球系统模型”的最详细的地球系统模型生成的永久冻土和野火数据。该模型在将土壤水分、永久冻土和野火进行综合关联方面具有开创性。为了有效区分温室气体排放上升和自然气候变化的影响，研究人员采用了一组从公元1850年到2100年的50次模拟（SSP3-7.0温室气体排放情景）。这些模拟是由来自韩国釜山的IBS气候物理中心和科罗拉多州博尔德的国家大气研究中心的研究人员在IBS超计算机Aleph上进行的。 通过这种建模策略，团队表明到21世纪中叶至末期，亚北极和北极地区因人类活动导致的永久冻土广泛融化是可以预期的。在许多地区，过剩的土壤水分将迅速排出，导致土壤水分急剧下降、表面升温加剧和干燥空气。“这些条件将增加野火的风险，”该研究的首席作者、韩国釜山IBS气候物理中心的博士后研究员金仁元博士表示。“在本世纪后半部分，我们的模型预测，从最小的火灾活动到高强度火灾的快速转变将在短短几年内发生，”她补充道。…

来自约翰·弗兰克林爵士1845年北西航线探险队的一名高级军官的遗骸，经过滑铁卢大学和湖头大学专家的DNA及家谱研究，成功被确认身份。 滑铁卢大学和湖头大学的研究人员通过DNA和基因分析，确认了一名参与约翰·弗兰克林爵士1845年北西航线探险队的高级军官的骨骼遗骸。 1848年4月，HMS Erebus的詹姆斯·菲茨詹姆斯率领105名幸存者试图从被困的船只中逃离北极，但遗憾的是，没有人幸存。自19世纪中叶以来，许多这些个体的遗骨在努纳福特的威廉王岛周围被发现。 这一确认是在从一名活着的后代身上获得的DNA样本与在威廉王岛的考古遗址发现的DNA匹配后实现的，在那里寻找到了451根属于至少13名弗兰克林团队水手的骨骼。…

东北格林兰是79°N冰川的所在地，这是该国最大的浮动冰川舌，面临气候变化带来的严重威胁，因为温暖的大西洋水从下面侵蚀它。阿尔弗雷德·韦根气候研究所的研究人员发现，2018年至2021年间，流入冰川空腔的水温下降，这与过去几十年该地区海洋持续升温形成对比。这种异常的降温可能源于大气环流模式的暂时变化。最近发表在《科学》杂志上的一项研究探讨了这些发现对格林兰冰川和海洋环境的影响。 格林兰冰盖多年来一直在失去质量，这影响到其稳定性，主要是由于大气和海洋温度上升，加速了冰层的融化，导致海平面上升。如果东北格林兰冰流完全融化，可能会导致海平面上升一米。冰川舌包含一个洞穴，海水流入，该洞穴最近的数据显示，阿尔弗雷德·韦根气候研究所、亥姆霍兹极地和海洋研究中心（AWI）显示，这些流入水温在2018年至2021年间有所下降。主要作者瑞贝卡·麦克弗森博士对这一突如其来的降温表示惊讶，指出这与该地区的长期升温趋势形成鲜明对比。她说：“更冷的海水意味着在此期间，冰川下面传递的热量减少，导致冰川融化速度减缓。” 问题仍然存在：如果周围海洋温度持续上升，那么冰川下方的冷水来自何处？为了解答这个问题，AWI研究人员使用海洋设备系统收集了2016年至2021年间的数据，连续记录冰川断裂前水进入洞穴处的热力学参数。虽然大西洋水温最初有所上升，在2017年12月达到2.1摄氏度的峰值，但从2018年初开始，水温下降了0.65度。 瑞贝卡·麦克弗森解释道：“我们追踪到这种暂时降温的源头是法拉北海峡和挪威海。这表明这些远处水域的环流模式变化可以直接影响79°N冰川的融化过程。”法拉北海峡的较低水温可能是由于大气阻塞造成的，这涉及到静止的高压系统改变典型的气流。在这一事件中，欧洲上空的气候阻塞使得更多的寒冷北极空气进入法拉北海峡和挪威海，减缓了向北极输送的温暖大西洋水，使其在流向格林兰的大陆架和冰川之前冷却得更加明显。这个过程从大气阻塞的形成到更凉的海水到达冰川洞穴，持续了两到三年。 瑞贝卡·麦克弗森指出：“我们预计，大气阻塞将在未来几年内对挪威海的多年度降温阶段发挥重要作用。这些阻塞影响着形成大西洋水温变化的大气和海洋条件，最终影响东北格林兰的冰川。”向北流动的水不仅深入阿尔底，影响海冰的范围和厚度；大约一半的水在法拉北海峡向西偏移，影响格林兰冰川的融化。她补充道：“在2025年夏天，我们的研究团队将乘坐研究破冰船《极地之星》返回79°N冰川。我们观察到法拉北海峡的水温再次略微上升，我们迫切希望评估这是否会导致冰川的融化加剧。”…

每年这个时候又快到了——是时候拿出万圣节装饰，装扮大厅，摆满各种阴森的物品，包括极受欢迎的聚酯蜘蛛网。有趣的是，科学家们创造了自己的人工蜘蛛丝版本，由促进愈合的蛋白质制成，而不是引发恐惧。这种合成丝足够耐用，可以制成绷带，已显示出在治疗小鼠的关节损伤和皮肤损伤方面的潜力。 蜘蛛丝是已知的最强自然材料之一，在同等重量下，其强度超过钢。但是，收集蜘蛛丝相当困难，因为蜘蛛是领地性的，并且以彼此为食，这使得它们不适合像蚕那样进行养殖。因此，研究人员转向了合成方法。一种方法是通过工程微生物产生蜘蛛丝蛋白，但这证明很困难，因为蛋白质通常会聚集在一起，减少了产量。为了解决这个问题，高炳炳及其团队旨在改变天然蛋白质序列，使用微生物创造出更易于拉伸且保持稳定的蜘蛛丝。 研究人员首先工程化微生物，以生产丝蛋白，同时还加入了额外的肽。这些新肽的模型参考了淀粉样多肽中的模式，帮助人工丝蛋白在折叠时整齐排列，并防止它们在溶液中粘在一起，从而提高了产量。通过使用一系列小的中空针头与3D打印机喷嘴连接，团队在空中将蛋白质溶液拉成细丝，将其纺成较厚的纤维。这种方法类似于一个大型人工蜘蛛在编织其网。 接下来，他们利用人工丝纤维制作了原型伤口敷料，并在患有骨关节炎和与糖尿病相关的慢性伤口的小鼠身上进行了测试。这些敷料允许药物治疗的便捷整合，结果显示与标准绷带相比，伤口愈合有所改善。具体来说，患有骨关节炎的小鼠在仅仅两周后就经历了肿胀减少和组织修复改善，而接受类似敷料治疗的糖尿病小鼠的皮肤损伤在16天后显示出显著愈合。这些新型基于丝的绷带具有生物相容性和生物降解性，表明在未来医学应用方面具有潜力。 作者对中国国家重点研发计划、中国国家自然科学基金、江苏省研究生研究与实践创新计划、南京科技大学教学改革项目、南京科技大学药学院学科基金以及南京科技大学优秀博士学位论文培育项目的支持表示感谢。

科学家们已经确定了人类与小鼠之间在先天样T细胞发育方面的重要区别。在早期发育阶段，人类胸腺中大多数这些T细胞并未完全具备利用其免疫功能的能力。这一发现可能会推动临床前研究的进展，并在未来潜在地产生新的免疫治疗方法。 我们的免疫系统主要由两个类别组成：先天免疫和适应性免疫。先天免疫细胞充当第一道防线，准备应对入侵者并向身体发出警报。另一方面，适应性免疫细胞更加专业并需要更长时间作出反应，从而能够针对威胁进行更精确的攻击。此外，存在一些能够桥接这两个类别的免疫细胞，如先天样T细胞。它们独特的特性使其在癌症等疾病的创新免疫疗法开发中充满前景。 然而，关于这些特定T细胞在人体内的功能和发育过程仍然缺乏理解。来自冷泉港实验室的助理教授汉娜·迈耶及其合作者，科罗拉多大学安舒茨医学中心的劳伦特·加平教授，开始了对这一问题的研究。 “研究免疫系统的发育与研究其在疾病中的作用同样重要，”在迈耶实验室的前研究生萨洛梅·卡尔西解释道，她是该研究的共同领导者。“要了解免疫细胞在疾病情境中的功能能力，我们需要理解它们的来源。我们工作的一个主要动机是看看我们从小鼠模型获得的知识在多大程度上适用于人类生理。” 研究小组发现，先天样T细胞在人体和小鼠之间的成熟方式存在显著差异，年龄是一个重要因素。他们观察到在早期生命中，人类胸腺中的大多数先天样T细胞在免疫能力上受到限制，就像一只手被绑在背后。相比之下，在成年人的血液中，这些T细胞已完全准备好在一瞬间激活并保护身体，这一趋势在两种物种中均一致。…

科学家们已证明，光污染，特别是蓝光，能在短短几晚内改变鱼的行为，并对它们的后代产生持久影响。研究人员研究了暴露于夜间人造光（ALAN）的雌性斑马鱼的反应，夜间人造光是全球光污染的主要来源。他们观察到，在暴露于不同波长的 ALAN 九个晚上后，鱼的游动活动减少，社交聚集增加，并且在水族箱的墙壁附近停留的时间更长。这些与焦虑相关的行为在所有光波长中都很明显，但蓝光引发了最迅速和显著的变化。值得注意的是，研究结果表明，光污染会产生持久的后果：那些出生于经历了光照暴露的母鱼的后代游动较少，即使它们没有直接暴露在光下。该研究由中国科学院水生生物研究所和马克斯·普朗克动物行为研究所（MPI-AB）的团队开展。 夜间人造光（ALAN）破坏了自然黑暗，影响生态系统。夜间人造光不仅在户外普遍出现，例如路灯和照明建筑，同时在室内也通过吸引我们注意力的电子设备广泛存在。已知这种光污染会通过打断生物节奏影响无数生物，这些生物的节奏由光明和黑暗的周期所支配。 “睡眠是受到…

最近一项由全球50多位气候科学家进行的研究提出了一个明确的预测，表明如果目前的碳排放持续，南极洲的冰盖将在2100年后迅速撤退。研究警告称，全球海平面到2200年可能上升多达5.5英尺。此研究整合了16个气候模型的发现，揭示了冰层损失将在本世纪逐渐加剧，直到冰盖达到高度脆弱状态，可能在2300年前后接近总崩溃。 由达特茅斯大学领导的这项研究涉及来自全球50多位气候专家，提供了关于未来三百年碳排放对南极冰盖影响的最明确预测。 研究人员在《地球的未来》期刊中强调，考虑到单个冰盖模型，2100年之后南极洲冰川的命运变得不那么确定。他们对16个冰盖模型的分析表明，整体预测一致认为，即便在目前碳排放下，南极的冰损失将在21世纪逐步增加。 然而，研究人员发现，这种一致性在2100年后急剧下降。模型表明，在当前的排放情景下，大部分南极西部盆地的冰层将开始迅速撤退。到2200年，融化的冰川可能导致全球海平面上升多达5.5英尺。研究小组进行的一些数值实验表明，南极冰盖可能在2300年之前几乎完全崩溃。 “在与政策制定者和利益相关者讨论海平面上升时，通常强调的是预计到2100年的影响。很少有研究扩展到此之外，”研究的首席作者、达特茅斯大学泰尔工程学院的副教授赫尔伦·塞鲁西表示。…