环境

一种新的方法被创造出来，帮助科学家识别与微生物中未知角色的基因相关的特征或功能。这是理解不同物种在我们星球多样微生物组中的贡献和影响的关键进展。 在劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）开发的一种开创性方法简化了研究人员揭示与微生物中未知目的的基因相关的特征或功能的过程，这对于深入理解各种物种的贡献至关重要。 这种被称为条形码过表达细菌枪库文库测序（barcoded overexpression bacterial…

一个全球研究团队发现，2015年首次识别的共氨氧化细菌能够以氨基脲作为其唯一的能量和氮源。这一显著能力为这些神秘微生物的专注培养铺平了道路，并可能在减少农业中一氧化二氮的排放方面发挥重要作用。这些研究成果最近发表在期刊《自然》中。 硝化作用是氨转化为亚硝酸盐然后转化为硝酸盐的过程，这一任务是由称为硝化细菌的专门微生物完成的。这个过程对几乎所有生态系统的全球氮循环至关重要，但对全球环境变化的影响却复杂。一方面，硝化作用促进了强效温室气体一氧化二氮的释放，对臭氧层有害，导致农业中肥料的重大损失，并引发水体的富营养化。另一方面，硝化作用对废水处理系统中的营养物质去除至关重要，帮助保护水体免受废水中过量氮的影响。研究的作者现在已经识别出鼓励生态系统中产生较少一氧化二氮的硝化细菌的方法。 “绿色”硝化细菌 共氨氧化细菌被称为“绿色”硝化细菌，因为它们在代谢过程中仅产生极少量的一氧化二氮作为副产品，并有效消除废水处理设施中的氮化合物。自19世纪发现硝化细菌以来，人们通常认为这些微生物只能使用氨和尿素进行呼吸。然而，在2015年，迈克尔·瓦格纳和霍尔格·戴姆斯领导的研究人员揭示，某些硝化细菌也可以利用化学不稳定的氰酸盐作为能量来源。“在我们最近发表的研究中，我们已经证明共氨氧化细菌也可以以氨基脲这一不常见的底物生存，”该研究的主要作者马尔顿·帕拉廷斯基表示。“共氨氧化细菌拥有一个转运蛋白和一个酶，这两者都经过我们的细致表征，使它们能够以高能效在细胞内部将氨基脲转化为氨铵。” 氨基脲是微生物和植物的代谢副产物。它在人类和动物代谢中的作用尚不清楚。它是在土壤中合成肥料添加剂分解时产生的，并因常用药物二甲双胍的分解而出现在废水中。然而，氨基脲在环境中的分布和进一步过程仍然了解得不够。国际研究团队，包括来自德国莱比锡的亥姆霍兹环境研究中心和丹麦奥尔堡大学的微生物学家，已经确认氨基脲不仅存在于人类尿液中，还存在于动物粪便中，并且共氨氧化细菌在废水处理设施中利用氨基脲。他们进一步确定，农业土壤中的硝化细菌也可以代谢氨基脲。…

物种在地球上的分布方式并非偶然，而是受多种进化过程以及历史和当前环境因素的影响。自19世纪中叶以来，研究人员已经确定了几个主要区域，称为生物地理区域，这些区域展示了全球范围内广泛的物种集合。这些区域为理解地球上生物多样性提供了重要框架，并在不同的生物学学科中得到广泛应用。 物种在地球上的分布方式并非偶然，而是受多种进化过程以及历史和当前环境因素的影响。自19世纪中叶以来，研究人员已经确定了几个主要区域，称为生物地理区域，这些区域展示了全球范围内广泛的物种集合。这些区域为理解地球上生物多样性提供了重要框架，并在不同的生物学学科中得到广泛应用。 然而，近150年来，这些生物地理区域的分类主要基于对脊椎动物（如鸟类和哺乳动物）及某些植物群体的研究。然而，这些群体只占地球上总物种的一小部分。另一方面，高度多样化的群体，如昆虫，在这些努力中往往被忽视，这使得科学家在进行保护规划和理解生物多样性分布时面临困难。 最近，香港大学（HKU）的生态学家及其来自日本的合作伙伴创建了一个全球蚂蚁生物地理图，这是一个重要的昆虫群体。该项目标志着第一次将这些生物纳入考虑，如《自然通讯》杂志上所述的出版物所示。这项研究为理解昆虫的分布提供了有价值的视角，并对全球保护工作具有重要意义。 昆虫，常被称为“支配世界的小东西”，占所有分类物种的55%以上。然而，关于这些生物的分布数据的缺乏制约了科学家绘制其生物地理区域的能力。“保护物种和生物多样性的关键第一步是了解它们的分布情况，”本研究的资深作者、香港大学生物科学学院（SBS）昆虫生物多样性与生物地理实验室的负责人贝诺特·居哈德教授表示。…

一项最近的研究表明，父母北方梭鲈的大小及其在产卵期间的生活条件是影响伊利湖梭鲈生长的主要因素。 研究人员对这些结果感到惊讶，因为他们最初认为，像近期温度和食物供应这样的因素会对梭鲈的生长产生更大的影响。 分析显示，严寒的冬天和较大的母鱼与3到5岁梭鲈后代的更快生长有关。这表明，气候变化可能导致未来冬天变暖，从而导致鱼类世代变小。 此外，研究人员表示，这些发现意味着对其他物种的生态研究应考虑父母的经验，以更好地理解今天动物的健康状况。 研究的首席作者佐伊·阿尔梅达在俄亥俄州立大学作为博士生进行研究时表示：“我们最初相信，最近的环境条件会产生最重要的影响。通常，在分析生长因素时，温度和食物可用性是关键考虑因素。令人惊讶的是，这些因素影响很小，并不是主要决定因素。”…

高糖饮食被认为是肥胖和各种慢性疾病的显著危险因素。波恩大学的研究人员对儿童和青少年多年糖消费进行了全面分析。他们的研究结果表明，自2010年以来糖的摄入量持续下降；然而，它仍然超过了世界卫生组织（WHO）推荐的限度。这些结果将发表在《欧洲营养杂志》上，初步版本已在线可用。 波恩大学营养与食品科学研究所（IEL）的研究助理兼首席作者伊内斯·佩拉尔博士表示：“我们的研究关注于自由糖的消费情况。” “关于糖是否像盐和脂肪一样，促使慢性健康问题的讨论仍在继续。”世卫组织将“自由糖”定义为制造商或个人在家制作食品和饮料时添加的任何糖，包括蜂蜜、糖浆和果汁浓缩物。它还包括果汁中自然存在的糖。 在这项研究中，IEL的研究人员审查了自1985年以来在“多特蒙德营养和人类学纵向研究”（DONALD）中收集的关于儿童和青少年营养、代谢、成长和整体健康的数据。“参与者每年记录和称量他们连续三天内消费的所有食物，”营养流行病学教授乌特·诺特林斯博士解释道。“利用我们研究所的营养数据库，我们可以估算包括自由糖在内的特定营养素的摄入量。” 青少年过量摄入糖分显著偏高…

一组科学家在解开大型铝石的形成之谜方面取得了进展，这些引人入胜的岩石在地球历史上的一个关键时期出现。这些富含斜长石的火成岩层可以扩展到众多地区，面积可达42,000平方公里，并含有宝贵的钛矿床。它们的起源一直是研究人员长久以来争论和困惑的主题。 最近发表在《科学进展》上的一项研究深入探讨了地球不断变化的地幔和地壳之间的复杂关系，以及影响地球的构造运动。该研究还提供了对板块构造开始时间、新生代以前的俯冲过程如何运作以及地球地壳是如何演变的新见解。 由莱斯大学的邓肯·凯勒和李新泰领导的研究小组对大型铝石进行了研究，以检验有关其形成的岩浆理论。他们特别分析了来自北美格伦维尔造山带的著名实例——马西和莫林铝石，这些岩石的形成大约可追溯到11亿年前。 通过研究岩石中的硼、氧、钕和锶同位素，并进行岩石成因建模，研究人员发现，形成这些铝石的岩浆富含起源于海洋地壳的熔融物，而这些熔融物在低温下被海水改造。他们还识别出与其他来自俯冲带的岩石（如深海蛇纹岩）中发现的同位素特征相似的同位素特征。 “我们的研究结果表明，这些巨大的铝石很可能是位于汇聚大陆边缘下的俯冲海洋地壳发生显著熔融的结果，”凯勒说，他还是地球、环境和行星科学的智慧行星博士后研究助理及该研究的首席作者。“由于地幔在过去更加炙热，这一发现将大型铝石的形成与地球的热演化和构造演变相联系。”…

  接受剖宫产的女性通常在手术前不久接受预防性抗生素，以避免手术部位感染。然而，人们对这些抗生素可能对新生儿及其肠道微生物组造成不良影响表示担忧，尤其是当药物通过脐带在剪断之前传递给婴儿时。荷兰的一项最新研究表明，尽管这些抗生素可能对婴儿的微生物组产生轻微影响，但这些影响相比于婴儿喂养方式的影响要小得多。研究结果于8月14日发表在《Cell Host & Microbe》杂志上。…

科学家们发现一种方法，通过让小鼠接受高脂肪生酮饮食并进行癌症治疗，消除胰腺癌。 一项聚焦于禁食和生酮饮食的研究揭示了胰腺肿瘤的新弱点，可以用现有的癌症药物进行靶向治疗。 旧金山大学的研究人员成功地通过让小鼠接受生酮饮食以及癌症治疗，消除了胰腺癌。 这种癌症疗法通过阻断脂肪代谢起作用，而脂肪代谢是胰腺肿瘤在小鼠接受生酮饮食期间唯一的能量来源，导致肿瘤生长的停止。 这一发现于8月14日发表在《自然》上，源于团队对身体在禁食期间如何利用脂肪生存的研究。…

微生物酶铁氮酶与温室气体CO2相互作用的独特能力为未来的生物技术进步提供了令人兴奋的机遇。 氮酶是我们星球上极为重要的酶，使所有生命形式能够以氨(NH3)的形式获取可用氮。某些氮酶具备将CO2转化为碳氢链的能力，使其成为创新生物技术应用的有趣焦点。德国马尔堡的一支研究团队，在马克斯·普朗克研究所的约翰内斯·瑞贝林的领导下，对氮酶的底物特异性和偏好进行了深入研究。他们的发现挑战了现有的氮酶知识，并展示了氮酶在促进可持续生物生产方面的潜力。 氮对于细胞结构是基本的，但地球上大部分氮以不可用的气态N2形式存在。只有氮酶，这一特定的酶类，能够将N2转化为氨，这是生物体能够获取的氮的可用形式。 在约翰内斯·瑞贝林的指导下，团队最近揭示了某些氮酶还可以处理另一种重要底物：它们将温室气体CO2转化为碳氢化合物（如甲烷、乙烯和乙烷）以及甲酸。这些产品有可能作为能源和有价值的工业化学品。在开发可持续和碳中和生产方法的过程中，研究人员希望确定这些酶在多大程度上能够有效地区分CO2和N2，以及依赖N2生存的微生物能否在正常生理条件下还原CO2。 两种同工酶…

大西洋混合层的变化显著推动了大西洋多年代气候变率（AMV）。 最近的一项研究揭示，环绕大西洋热带地区上层的湍流运动在塑造全球长期气候模式中发挥着至关重要的作用。 研究人员已确定，海洋混合层的变化——即由于风和波浪使温暖的表层水与较冷的深层水混合的最上层区域——是造成 tropic地区大西洋多年代气候变率（AMV）这一气候现象的主要因素。 AMV对全球气候产生显著影响，影响从北美到欧洲和非洲的天气系统。这包括加勒比海飓风活动的变化以及萨赫勒地区降雨模式的变化。…

在西班牙南比利牛斯山脚下一个未被探索的区域，揭示了尼安德特人历史上一个鲜为人知的篇章。澳大利亚国立大学（ANU）的新发现表明，这些启示可以帮助考古学家理解导致尼安德特人灭绝的原因。 在西班牙南比利牛斯山脚下一个未被探索的区域，揭示了尼安德特人历史上一个鲜为人知的篇章。澳大利亚国立大学（ANU）的新发现表明，这些启示可以帮助考古学家理解导致尼安德特人灭绝的原因。 阿布里克·皮萨罗是全球少数能够追溯至10万到6.5万年前的地点之一，这段时间被称为MIS 4。研究人员收集了数十万件文物，从石器到动物骨骼及其他材料，提供了该段时间尼安德特人生活方式的重要见解。 研究结果表明，尼安德特人能够适应周围环境，挑战了他们被视为原始、行动缓慢生物的刻板印象，揭示了他们的生存和狩猎能力。…

一组国际研究人员检查了发现于加拿大西北地区麦肯齐三角洲考古遗址的白鲸骨骼。他们的目标是深入了解因纽瓦利特人几个世纪以来对白鲸狩猎的可持续性依赖。 一组国际研究人员，由哥本哈根大学和多伦多大学的科学家牵头，研究了在加拿大西北地区麦肯齐三角洲考古遗址中发现的白鲸骨骼，以探讨因纽瓦利特人长期以来以白鲸为生的可持续性。 “超过800年以来，自因纽瓦利特祖先抵达麦肯齐三角洲以来，白鲸在他们的文化和生计中发挥了至关重要的作用，”来自多伦多大学的考古学家、共同高级作者马克斯·弗里森教授评论道。 “尽管这具有重要意义，但我们对几个世纪以来持续的狩猎如何影响白鲸种群知之甚少。” 研究人员利用古基因组学、遗传模拟和稳定同位素分析研究了45个动物考古学白鲸样本。他们将这些结果与因纽瓦利特猎人收获时采集的现代组织样本进行比较，以评估700年来狩猎对白鲸遗传多样性、种群结构和觅食行为的影响。…