科学家提出应对气候变化的大胆新方案

科学家提出应对气候变化的大胆新方案 俄勒冈州立大学的威廉-里普尔（William Ripple）、前俄勒冈州立大学博士后研究员克里斯托弗-沃尔夫（Christopher Wolf）以及合作者认为，他们的方案应该与联合国政府间气候变化专门委员会使用的五种"共享社会经济路径"（SSPs）一起被纳入气候模型。"我们知道，鉴于目前的排放趋势、政治意愿的缺乏以及社会的普遍否认，我们提出的方案在实施过程中可能会面临巨大的挑战，但如果不将其纳入一系列方案中，就根本无法对其优点进行诚实的辩论，"OSU 林学院生态学杰出教授里普说道。"我们主张激进的渐进主义：通过短期的小步骤实现巨大的改变。与许多其他气候方案相比，我们提供了一种亟需的对比，这些方案可能更符合现状，而现状是行不通的。"里普和来自美国、荷兰和澳大利亚的合著者在《环境研究通讯》上发表的一篇论文中介绍了他们的恢复途径。他们说，这条途径的灵感来自于对地球系统变量的独特汇编，这些变量生动地说明了自1850年以来人类对资源的需求是如何爆炸性增长的，这表明生态已经过剩。沃尔夫现在是总部位于科瓦利斯的陆地生态系统研究协会（Terrestrial Ecosystems Research Associates）的科学家。他表示："主要依赖化石燃料的人类人口、国内生产总值和能源消耗的增长导致温室气体排放量激增，极大地改变了土地利用，引发了生物多样性的大规模衰退。"作者指出，目前的气候变化模型依赖于与政策选择和社会发展相关的多种假设和因素。一个由气候科学家、经济学家和能源系统建模人员组成的国际团队开发了"SSPs"，用于推导不同政策下的温室气体排放情景，这些政策假定 GDP 在 2100 年前持续大幅增长。沃尔夫说："SSPs描述了未来可能出现的事态发展，这些发展将给减缓和适应气候变化带来不同的挑战。它们基于五种叙述，描述了不同的社会经济发展，其中一些比另一些更具可持续性。设想侧重于减少初级资源的消耗，使环境压力保持在地球极限之内，人均国内生产总值随着时间的推移趋于稳定。"沃尔夫、里普尔和合作者对一系列变量进行了长期回顾：化石燃料排放、人口、GDP、土地利用、温室气体浓度、全球温度、脊椎动物物种丰度、收入不平等和肉类产量。作者包括陆地生态系统研究协会的 Jillian Gregg、荷兰环境评估局的 Detlef P. van Vuuren 和悉尼大学的 Manfred Lenzen。"收入份额变量可追溯到 1820 年，它显示了收入最高的 10%的人如何持续获得至少 50%的收入，说明了长期以来全球经济的不平等，"里普说。"恢复性途径将代表一个更公平、更有韧性的世界，其重点是自然保护，将其作为自然气候解决方案；社会福祉和生活质量；女孩和妇女的平等和高水平教育，从而实现低生育率和更高的生活水平；以及向可再生能源的快速过渡。"与目前的一些共享社会经济路径不同，恢复性路径并不依赖于碳捕集技术的发展，也不像可持续发展战略文件那样假设经济持续增长。里普说："通过优先考虑大规模的社会变革，我们提出的路径可以比那些支持富裕国家增加资源消耗的路径更有效地限制气候变暖。我们的目标是通过解决气候变化、生物多样性丧失和社会经济不公正问题的整体愿景，使各种地球生命迹象的曲线弯曲。我们的工作为人类如何从这些环境和社会危机中拯救世界提供了一个案例。"编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家呼吁及早准备以应对气候变化对疾病传播的影响

科学家呼吁及早准备以应对气候变化对疾病传播的影响 山谷热是由生活在土壤中的真菌引起的领衔作者乔治-R-汤普森（George R. Thompson）说："临床医生需要做好应对传染病形势变化的准备。汤普森是加州大学戴维斯分校医学院内科、传染病科以及医学微生物学和免疫学系的教授。了解气候变化与疾病行为之间的联系有助于指导传染病的诊断、治疗和预防"。汤普森鼓励医生和从业人员保持"对移动中疾病的高度怀疑。他说："我认为，随着我们对疾病认识的提高，将会有更多的检测，这样我们就会减少漏诊病例。"传染病可由病毒、细菌、真菌或寄生虫引起。其中许多疾病都是通过动物传染给人类或人类传染给动物的。病媒传染病是传染病的一种。它们是由蚊子、跳蚤和蜱虫等病媒携带的病原体引起的。由病媒引起的疾病有登革热、疟疾和寨卡。不断变化的降雨模式扩大了病媒的活动范围和活跃期。更短、更温暖的冬季和更长的夏季也与更多的病媒传播疾病有关。例如，由蜱虫引起的疾病（如巴贝斯虫病和莱姆病）现在也在冬季发生。与过去相比，它们也出现在更靠西和更靠北的地区。该研究的第一作者马修-菲利普斯（Matthew Phillips）说："我们在 1 月和 2 月看到了蜱传疾病的病例。菲利普斯是麻省总医院和哈佛医学院的传染病研究员。蜱虫季节开始得更早，活动的蜱虫范围更广。这意味着蜱虫叮咬的数量在增加，蜱虫传播的疾病也随之增加。"另一个令人担忧的问题是疟疾。传播这种疾病的蚊子正在向北扩展，这是气候引起的变化。降雨模式的改变导致蚊子增多，疾病传播率也随之升高。"作为一名传染病临床医生，去年夏天发生的最可怕的事情之一就是当地感染的疟疾病例。我们在得克萨斯州和佛罗里达州发现了病例，然后一路向北在马里兰州也发现了病例，这真的很令人吃惊。"菲利普斯说："这些病例发生在没有出国旅行的人身上。"鼠疫和汉坦病毒（由啮齿动物携带）等人畜共患病的发病率和发病地点也在发生变化。专家们注意到动物迁徙模式和自然范围的变化。由于栖息地的丧失，野生动物离人类越来越近。随之而来的是，动物疾病传染给人类的风险和新病原体出现的风险越来越高。该研究还指出了新真菌感染的出现，如白色念珠菌（C. auris），以及一些真菌病原体分布地点的变化。例如，真菌感染球孢子菌（又称山谷热）曾是加利福尼亚州和亚利桑那州炎热干燥地区的地方病。但最近在最北部的华盛顿州却诊断出了山谷热。降雨模式和沿海水温的变化也会影响大肠杆菌和弧菌等水传播疾病的传播。据研究小组称，海平面正在上升，过去罕见或极端的风暴潮和沿海洪水现在发生得更加频繁。在过去几年里，COVID-19 等传染病给世界带来了巨大影响。"它们会突然出现，给整个世界造成巨大混乱，然后我们就会暂时忘记它们。然而，传染病的流行和大流行潜力确实要求我们与联邦资助机构和咨询小组保持联系，以确保传染病不会在公众的视线中消失太久，"汤普森解释说。研究小组呼吁采取更有力的传染病监测措施，并敦促医学教育工作者培训临床医生预测传染病模式的变化。"情况并非毫无希望。我们可以采取一些明确的措施，为应对这些变化做好准备并提供帮助。临床医生亲眼目睹了气候变化对人们健康的影响。因此，他们可以在倡导减缓气候变化的政策方面发挥作用，"菲利普斯说。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

气候变化正在改变鱼类觅食行为 可能导致物种灭绝

气候变化正在改变鱼类觅食行为 可能导致物种灭绝 根据《自然-气候变化》杂志最近的一项研究，鱼类正在调整它们的捕猎和进食模式，以应对海洋温度的升高。在德国生物多样性综合研究中心（iDiv）和耶拿弗里德里希-席勒大学研究人员的领导下，研究人员发现波罗的海的鱼类会通过消耗它们最先遇到的猎物来应对温度的升高。这种觅食行为的变化导致鱼类选择数量更多、体型更小的猎物。在所有温度条件下，它们所处环境中的小型猎物包括脆星、小型甲壳类动物、蠕虫和软体动物。鱼类和许多其他消费物种一样，在气温升高时需要更多的食物，因为它们的新陈代谢也会加快。虽然更丰富的猎物能提供直接的能量来源，但这种所谓的灵活觅食行为意味着鱼类会失去机会，无法通过捕食能提供更多热量的大型猎物来满足长期的能量需求。欧洲比目鱼（Platichthys flesus）是一种坐等捕食者，也是研究数据库中的六个物种之一。图片来源：J Fredriksson，维基共享资源食物网模型计算显示，鱼类的能量需求与其实际食物摄入量之间的这种不匹配可能会导致更多的物种在气候变暖的条件下灭绝，鱼类最终会因为摄入的食物不足以满足其能量需求而饿死。该模型也可应用于其他消费物种，它表明，对于食物链中较高的物种来说，情况尤其如此。作者认为，总体而言，这种灵活的觅食行为可能会使生物群落更容易受到气候变化的影响。第一作者、iDiv 和耶拿大学的 Benoit Gauzens 解释说："人们通常认为，物种会调整它们的觅食方式，以最大限度地消耗能量，但这些发现表明，鱼类以及其他动物可能会以意想不到的低效方式应对气候变化带来的压力"。来自鱼胃的数据研究人员分析了基尔湾六种重要商业鱼类十年来的胃内容物数据，这些鱼类的觅食策略各不相同。例如，欧洲比目鱼（Platichthys flesus）等比目鱼往往是坐等捕食者，而大西洋鳕鱼（Gadus morhua）则是更积极的觅食者。研究人员使用了波罗的海西部基尔湾六种不同鱼类胃内容物的数据库。图片来源：N-爱因斯坦，维基共享资源这些数据从 1968 年到 1978 年常年收集，有助于了解鱼类的饮食情况它们胃里的食物以及在不同温度下它们所处环境中存在的猎物。胃内容物表明，随着水域温度升高，鱼类逐渐将注意力从数量较少的猎物转移到数量较多的猎物上。莱布尼兹淡水生态与内陆渔业研究所（IGB）的合著者格雷戈尔-卡林卡特（Gregor Kalinkat）补充说："波罗的海和其他地方的鱼类物种正面临着多种人为压力，如过度捕捞或污染。在气候变暖的情况下，更低效的猎物搜寻行为可能是导致鱼类种群无法恢复的另一个因素，而这一因素迄今为止一直被忽视。"利用这些见解，研究人员随后使用基于理论群落的数学食物网模型，计算了在不同温度下觅食行为的变化对其他物种和整个生态系统的影响。结果表明，当温度升高时，这种觅食行为的变化会导致更多的消费物种（如鱼类）灭绝。这些物种的灭绝反过来又会对群落中的其他物种产生连锁反应。"适应当地环境条件的觅食行为通常是维持生态系统高度生物多样性的关键，"高赞斯补充说。"因此，令人费解的是，在气温升高的情况下，这一点可能并不完全正确。"尽管这些发现令人震惊，但由于目前这些发现都是基于理论模型，因此其意义尚待估计。今后，研究人员希望在自然环境中检验这一机制，并研究不同的生物，看它们的觅食行为是否会出现类似或不同的变化。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现海洋天气与全球气候之间的联系

科学家发现海洋天气与全球气候之间的联系 本杰明-斯托尔（Benjamin Storer）绘制的这幅插图显示了海洋天气系统（中尺度涡）与大气驱动的气候尺度洋流（黑线）的叠加数据。图像显示了这些海洋天气系统在与气候尺度相互作用时是如何被激活（红色）或削弱（蓝色）的，其模式与全球大气环流如出一辙。图片来源：罗切斯特大学/本杰明-斯托尔（Benjamin Storer领衔作者本杰明-斯托尔（Benjamin Storer）是阿鲁埃湍流与复杂流研究小组的副研究员，他说，海洋的天气模式与我们在陆地上经历的天气模式类似，但时间和长度尺度不同。陆地上的天气模式可能持续几天，宽度约为 500 公里，而海洋天气模式（如漩涡）持续三到四周，但大小只有陆地上的五分之一。"长期以来，科学家们一直猜测，海洋中这些无处不在、看似随机的运动会与气候尺度发生沟通，但一直都很模糊，因为不清楚如何拆分这个复杂的系统来测量它们之间的相互作用，"阿鲁伊说。"我们开发了一个框架，正好可以做到这一点。我们的发现与人们的预期不同，因为它需要大气层的调节"。该小组的目标是了解能量是如何通过海洋中的不同通道传递到整个地球的。他们使用了阿鲁伊在2019年开发的一种数学方法，该方法随后被斯托尔和阿鲁伊应用到高级代码中，使他们能够研究从地球周长到10公里的不同模式的能量传递。这些技术随后被应用于来自先进气候模型和卫星观测的海洋数据集。研究显示，海洋天气系统在与气候尺度相互作用时，既会被激发，也会被削弱，其模式与全球大气环流如出一辙。研究人员还发现，赤道附近一个名为"热带辐合带"的大气带产生了全球 30% 的降水，导致大量能量转移，并产生海洋湍流。斯托尔和阿鲁伊说，研究在多个尺度上发生的如此复杂的流体运动并非易事，但它比以往将天气与气候变化联系起来的尝试更有优势。他们认为，研究小组的工作为更好地理解气候系统提供了一个前景广阔的框架。"全球变暖和不断变化的气候是如何影响极端天气事件的，这引起了很多人的兴趣，"阿鲁伊说。"通常，此类研究工作基于统计分析，需要大量数据才能对不确定性有信心。我们正在采取一种基于机理分析的不同方法，这种方法减轻了其中一些要求，使我们能够更容易地了解因果关系"。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

NASA发射PREFIRE气候变化立方体卫星 破解地球极地之谜

NASA发射PREFIRE气候变化立方体卫星 破解地球极地之谜 美国国家航空航天局的 PREFIRE 任务使用了两颗立方体卫星，旨在测量地球从两极排放的热量，通过分析地球的能量预算及其对冰、海和天气变化的影响来改进气候预测。该任务的第一颗立方体卫星使用火箭实验室的电子火箭从新西兰发射升空。图片来源：火箭实验室PREFIRE 任务概述美国国家航空航天局的 PREFIRE（远红外极地辐射能量实验）任务由两颗鞋盒大小的立方体卫星（或称立方体卫星）组成，它们将测量地球从地球上最寒冷、最偏远的两个地区向太空辐射的热量。PREFIRE 任务提供的数据将帮助研究人员更好地预测地球上的冰、海洋和天气在气候变暖的情况下会发生怎样的变化。"美国国家航空航天局（NASA）创新性的PREFIRE任务将填补我们对地球系统认识的空白为我们的科学家提供一幅地球极地如何影响地球吸收和释放能量的详细图景。这将改善对海冰消失、冰原融化和海平面上升的预测，从而更好地了解地球系统在未来几年将如何变化这对追踪天气和水变化的农民、在不断变化的海洋中工作的捕鱼船队以及建设抗灾能力的沿海社区来说都是至关重要的信息。"这段视频概述了 PREFIRE 任务，该任务旨在通过扩大科学家对地球在极地辐射的热量的了解来改进全球气候变化预测。资料来源：NASA/JPL-Caltech美国东部时间8:48，地面控制人员成功地与立方体卫星建立了通信。第二颗 PREFIRE 立方体卫星将在未来几天内搭乘自己的"电子"火箭从一号发射场发射升空。在30天的检查期之后，工程师和科学家将确保两颗立方体卫星正常工作，预计这次任务将运行10个月。PREFIRE 任务的核心是地球的能量预算从太阳吸收的热能与地球散发的热能之间的平衡。两者之间的差异决定了地球的温度和气候。北极和南极洲辐射的大量热量是以远红外线辐射的形式发出的，但目前还没有对这类能量进行详细测量。新西兰时间2024年5月25日晚7点41分（美国东部时间凌晨3点41分），火箭实验室的"电子"火箭从新西兰马希亚的1号发射场升空，火箭上载有美国国家航空航天局PREFIRE（远红外极地辐射能量实验）任务的一颗小型卫星。图片来源：火箭实验室环境因素对热辐射的影响大气中的水蒸气含量，以及云的存在、结构和组成，都会影响从地球两极逃逸到太空中的远红外线辐射量。从 PREFIRE 收集到的数据将为研究人员提供有关远红外线能量从北极和南极环境辐射到太空的位置和时间的信息。位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室主任劳里-莱辛（Laurie Leshin）说："PREFIRE立方体卫星可能很小，但它们将填补我们对地球能量预算知识的一大空白。它们的观测结果将帮助我们了解地球热平衡的基本原理，让我们能够更好地预测在全球变暖的情况下，我们的冰川、海洋和天气将发生怎样的变化"。技术进步与目标任务中的每颗立方体卫星都携带有一种名为热红外光谱仪的仪器，它使用特殊形状的镜子和传感器来测量红外波长。要使这些仪器小型化，以便安装在立方体卫星上，就必须缩小某些部件的尺寸，同时扩大其他部件的尺寸。PREFIRE的首席研究员、威斯康星大学麦迪逊分校的Tristan L'Ecuyer说："我们的地球正在以人们从未经历过的方式迅速发生变化，在北极这样的地方也是如此。NASA的PREFIRE将为我们提供地球两极发射的远红外线波长的新测量数据，我们可以利用这些数据改进气候和天气模型，帮助全世界的人们应对气候变化的后果。"合作努力美国国家航空航天局的发射服务计划总部设在佛罗里达州的肯尼迪航天中心，该计划与美国国家航空航天局的地球系统科学探路者计划合作，提供发射服务，这是美国国家航空航天局的风险级专用和搭乘共享（VADR）发射服务合同的一部分。PREFIRE 任务由美国国家航空航天局和威斯康星大学麦迪逊分校联合开发。NASA JPL 为该机构的科学任务局管理这项任务，并提供光谱仪。蓝峡谷技术公司建造了立方体卫星，威斯康星大学麦迪逊分校将处理仪器收集的数据。发射服务提供商是加利福尼亚州长滩的 Rocket Lab USA Inc.编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

这种动物全员雌性 窃取同类精子繁衍 科学家都懵了

这种动物全员雌性 窃取同类精子繁衍 科学家都懵了 亚马逊莫莉鱼，图源：University of Texas随着探索的继续，全员雌性的脊椎动物也积累得越来越多，但是在所有这类动物中，没有一个像钝口螈属的一个全员雌性的谱系蝾螈来的奇怪。钝口螈属有十几个物种，它们普遍分布在北美五大湖区域，全员雌性的这个谱系和其它物种一起生活，但是它会窃取自己同属蝾螈的基因来繁殖，这在所有已知动物是独一无二的繁殖方式，以至于生物学家不得不专门为它创造一个新术语“kleptogenesis”（基因窃取，我看到有些地方翻译盗癖生殖）。基因窃取者钝口螈是两栖动物，它们的配对方式与青蛙有点像，雄性蝾螈会把自己的精子包裹在一个白色“精囊”里，并将其产在池塘里的树叶、树枝等物体上。然后，雌性根据自己的需求选择最符合标准的“精囊”，并放入自己的泄殖腔中，受精在体内完成，产卵并孵化出后代。这种配对方式给了那些全员雌性谱系的钝口螈机会，它们可以很容易拾取到其它同属物种的遗传物质，但是它们并不会完全利用这些精子。图：钝口螈的精囊很早以前，科学家就了解到，其它钝口蝾螈的精子只是刺激了这些雌性蝾螈产卵，并不会对后代的遗传信息产生影响，它们的后代是通过孤雌生殖的方式复制出来的，所以后代依然全部是雌性。随着研究的继续，科学家发现，通常情况下它们确实只会像其它全员雌性动物一样复制自己，但是有极少数的情况，它们会窃取同属物种雄性的染色体。十几年前（2009年），科学家第一次在这个全雌性谱系蝾螈的细胞中发现了其它同类物种的染色体，这让科学家吃惊不已。全雌性的钝口螈谱系通常拥有三组基因或者称为三倍体（其它正常同类是两组），这是它们只有雌性且孤雌生殖的原因，因为无法完成减数分裂产生生殖细胞（这种谱系通常是两种正常的不同物种杂交突变结果）。然而，有一些个体也就是我们前面提到的极少数情况，它们拥有更多组基因，而多出的基因组就是来自其它雄性同类的基因。在加入其它雄性同类的基因时，它们的选择其实非常多样化（如下图），可以是加入几种不同雄性的基因组发现的个体最多加了5个其它物种雄性的基因，当然也可以是一种；除添加之外，它们还可以丢弃自己一组基因，并替换上其它雄性的基因组。图：紫色显示的是其它同属蝾螈的基因组这种钝口螈如何完成这种生殖方式还是一个谜，但是它们并不会一直把其它钝口螈的基因保留在自己的谱系中，通常使用几代就抛弃。另一方面，对于常见的多倍体生物而言，通常会关闭多出的基因组的表达，但是这种钝口螈不会，它们不但获得了其它雄性同类的基因，还将一些基因表达出来了，所以它们是真正的“基因窃贼”。图：这四种钝口螈是它们的窃取对象占据栖息地90%的种群关于这种全雌性的钝口螈，我们前面提到的都是一个谱系，而不是一个物种，这是因为这些蝾螈很难将它们归类为单一物种，因为它们的基因组太多样了，违反了常规物种的定义。但是，这个谱系通过它们这种生殖方式，在自己的栖息地相当成功，你可能想象不到，钝口螈属有十几个物种，而它们的栖息地90%个体都是来自这个全雌性谱系。有性生殖是昂贵的，它消耗时间、精力和资源，所以那些全员雌性或者单性的物种，往往有一个天然的优势能够高效地占据栖息地。图：大理石纹螯虾不知道大家听说过大理石纹螯虾没，它们也是一种三倍体全雌性的动物，它们通过孤雌生殖的方式不停复制自己，以至于在整个亚欧大陆快速泛滥成灾。然而，任何单性生物都不可能长久，有科学家推算，这类物种不可能存在超过10万年。这是因为这类生物有两个主要的障碍（两个假说）：一个是物种必须继续进化才能在环境、疾病和寄生虫的压力下生存，而无性生殖只能提供极其低效的进化动力，这个被称为红皇后假说。图：泛滥成灾的大理石纹螯虾我们现在别看大理石纹螯虾很嚣张，因为体型巨大，所到之处其它同类完全无法与之抗衡，它们可以迅速占据栖息地并泛滥成灾，但是哪天出现一种专门针对它们的疾病，它们可能就会在极短的时间内消失。另一个是无性生殖会让有害的突变不断积累，最终让整个种群覆灭，这是因为它们本质就是复制自己，任何有害的突变都无法从种群中完全剔除。正是因为这些限制的存在，复杂的单性生物很罕见，很多其实都是像大理石纹螯虾一样是最近才进化（突变）出来的。然而，钝口螈属的这个全雌性谱系可能已经存在600万年了，毫无疑问，“基因窃取技术”是它们成功的关键。它们通过“盗窃”基因来增加自己后代基因的多样性，从而提高生存能力，再通过“抛弃”基因来稳定住单性生殖的优势。这是独一无二的生殖方式，是自然界让人惊喜的部分，真的只有我们想象不到，没有生物完成不了。 ... PC版： 手机版：