毕达哥拉斯错了：科学家发现世界上没有通用的音乐和声

毕达哥拉斯错了：科学家发现世界上没有通用的音乐和声 但是，来自剑桥大学、普林斯顿大学和马克斯-普朗克实证美学研究所的研究人员现在发现了毕达哥拉斯错误的两个关键方面。他们发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上的研究表明，在正常的听力环境中，我们实际上并不喜欢和弦完全符合这些数学比例。我们喜欢轻微的偏差。合著者、剑桥大学音乐学院音乐与科学中心主任彼得-哈里森（Peter Harrison）博士说："我们喜欢轻微的偏差，因为这赋予了声音生命，对我们很有吸引力。"研究人员还发现，如果考虑到西方音乐家、听众和学者不太熟悉的某些乐器，这些数学关系所起的作用就会消失。这些乐器往往是钟、锣、木琴和其他类型的有声打击乐器。他们特别研究了"bonang"，这是爪哇加麦兰的一种乐器，由一组小锣组成。哈里森博士说："当我们使用博朗琴等乐器时，毕达哥拉斯的特殊数字就会消失，我们会遇到全新的协和与不协和模式。一些打击乐器的形状意味着，当你敲击它们并产生共鸣时，它们的频率成分并不遵守那些传统的数学关系。这时我们就会发现有趣的事情发生了"。西方的研究主要集中在我们熟悉的管弦乐器上，但其他音乐文化使用的乐器，由于其形状和物理特性，我们称之为非谐波乐器。研究人员创建了一个在线实验室，来自美国和韩国的 4000 多人参加了 23 项行为实验。实验给参与者播放和弦，邀请他们给每个和弦的悦耳程度打分，或使用滑块调整和弦中的特定音符，使其听起来更悦耳。这些实验产生了超过 235000 次人类判断。实验从不同角度探讨了和弦。有些实验放大了特定的音乐音程，让参与者判断他们更喜欢完美的音程、略微尖锐的音程还是略微平缓的音程。研究人员惊讶地发现，人们对轻微不完美或"不和谐"的偏好程度很高。其他实验还探讨了西方和非西方乐器（包括笛子）的和声感知。研究人员发现，Bonang 的辅音与印尼文化中使用的特定音阶完全吻合。例如，这些辅音无法在西方钢琴上复制，因为它们会落入传统音阶的缝隙中。"我们的研究结果对'和声只能是一种方式，和弦必须反映这些数学关系'的传统观念提出了挑战。我们发现还有更多种类的和声，而且其他文化发展这些和声是有充分理由的，"哈里森博士说。重要的是，这项研究表明，参与者并非训练有素的音乐家，也不熟悉爪哇音乐，但他们却能本能地欣赏到音调中的和音。哈里森说："音乐创作就是要探索特定品质的创造可能性，例如，你可以用长笛吹出什么样的旋律，或者你可以用嘴发出什么样的声音。我们的研究结果表明，如果使用不同的乐器，就能开启一种全新的和声语言，人们凭直觉就能欣赏这种语言，而不需要通过学习才能欣赏。在过去的 100 年里，西方古典音乐中的许多实验性音乐对听众来说都是相当困难的，因为它们涉及高度抽象的结构，很难让人喜欢。相比之下，像我们这样的心理学研究成果则有助于激发听众凭直觉欣赏新音乐的兴趣"。哈里森博士希望这项研究能鼓励音乐家们尝试使用陌生的乐器，看看它们是否能带来新的和声，开辟新的创作可能性。"现在很多流行音乐都试图将西方和声与中东、印度和世界其他地区的当地旋律结合起来。这或多或少会取得一些成功，但问题是，如果用西方乐器演奏，音符听起来会不和谐。如果音乐家和制作人考虑到我们的研究成果，并考虑通过使用特别挑选的真实乐器或合成乐器来改变'音色'，即音质，那么他们或许能让这种结合更加完美。这样，他们就能真正做到两全其美：和谐与局部音阶系统"。哈里森和他的合作者正在探索不同种类的乐器，并进行后续研究，以测试更广泛的文化。他们尤其希望从使用"非和声性"乐器的音乐家那里获得启发，以了解他们是否内化了与本研究中西方参与者不同的和声概念。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

蝴蝶史诗般地飞越大西洋 行程飞越4200公里令科学家惊叹不已

蝴蝶史诗般地飞越大西洋 行程飞越4200公里令科学家惊叹不已 更重要的是，这些喜欢冒险的动物实际上可能会飞行更远的距离7000 公里（4350 英里）或更远从西欧到非洲，再到南美洲。这颠覆了我们对蝴蝶迁徙和行为的认识。这项研究的合著者、巴塞罗那进化生物学研究所的科学家埃里克-托罗-德尔加多（Eric Toro-Delgado）说："蝴蝶只能采用主动飞行和迎风滑翔交替进行的策略来完成这次飞行，主动飞行耗费能量，迎风滑翔则耗费能量。我们估计，如果没有风，蝴蝶最多可以飞行 780 公里（485 英里），然后就会消耗掉它们所有的脂肪，从而消耗掉它们的能量。"在远离蝴蝶已知分布区的南美洲大西洋沿岸法属圭亚那发现成群的 V. cardui 后，来自奥托瓦大学和西班牙进化生物学研究所的研究人员通过一套基因侦查工作，证实了这一令人惊叹的洞察力，揭开了蝴蝶的秘密生活。虽然该物种广泛分布于全球各地，但基因组分析证实，这些蝴蝶与非洲和欧洲的蝴蝶亲缘关系密切，这意味着它们并不是从北美陆路南迁的。随后，对搭乘顺风车的花粉粒进行分析后发现，它们源自生长在非洲热带地区的两种植物。由此，科学家们可以追踪到，这些蝴蝶在飞越海洋探险之前，已经从这些植物中汲取了大量花蜜。 虽然科学家们可以确认2600英里的旅程，但他们认为蝴蝶的实际行程可能是这个距离的两倍。最后，研究人员利用蝴蝶的翅膀进行了氢和锶同位素分析基本上提供了这些动物起源地的"指纹"。将化学与生态学相结合，研究人员能够将结果与合适的栖息地相匹配，并发现这些蝴蝶很可能来自遥远的法国、爱尔兰、英国或葡萄牙。渥太华大学副教授克莱门特-巴蒂尔（Clément Bataille）说："这是首次在迁徙昆虫身上测试这种分子技术组合，包括同位素地理定位和花粉代谢编码。研究结果很有希望，并可应用于许多其他迁徙昆虫物种。这项技术将从根本上改变我们对昆虫迁徙的认识。"然而，遗传学和化学分析只是研究的一部分。研究小组随后使用了 2013 年 10 月发现蝴蝶之前的风向轨迹历史记录。随后，他们发现，有利的信风使得这次史诗般的跨大西洋旅行成为可能，这是对昆虫迁徙行为的一个令人震惊的新认识。"这项研究很好地证明了我们往往低估了昆虫的传播能力，"合著者、渥太华大学博士后梅根-莱希（Megan Reich）说。"此外，我们也完全有可能低估了这类扩散事件的频率及其对生态系统的影响。"对于V. cardui来说，这次横跨大西洋的飞行并不是一次兜风，它更像是一次终生难忘的旅行。该物种的成年寿命只有两到四周，在此期间，它们将所有精力都投入到繁殖中。因此，这次旅行似乎是物种生存的一个重要策略。 贸易风记录显示，这次看似不可能的飞行确实可行贸易风记录显示，这次看似不可能的飞行确实可行Talavera et al/Nature Communications/CC By 4.0他们的飞行路线利用了撒哈拉气层，这是一种季节性大气现象，在春末、夏初和秋初，干燥、含尘的空气会聚集在非洲沙漠上空。它穿过北大西洋，每隔三到五天就会在南美洲上空倾泻颗粒物，并在此过程中为亚马逊河施肥。现在科学家们知道，这种尘埃云还有助于像这些蝴蝶这样的生物的飞行能力。这项研究并不是要抹杀这些昆虫长途旅行者的惊人壮举，它还揭示了以前不为人知的迁徙空中走廊，以及由于气候变化，这些空中走廊可能越来越多地被许多寻找最佳环境的物种用作无形的"超级高速公路"。它还挑战了蝴蝶因翅膀脆弱而一般不喜欢大风环境的观点。共同第一作者、来自进化生物学研究所的杰拉德-塔拉韦拉（Gerard Talavera）说："有必要促进对散布昆虫的系统监测，这有助于预测和减轻全球变化对生物多样性造成的潜在风险。"最近，人们还发现蝴蝶也是数十亿昆虫中的一员，它们通过欧洲的一个狭窄山口向南迁徙，寻找该地区更温暖的环境。进化生物学研究所研究员罗杰-维拉（Roger Vila）补充说："我们通常认为蝴蝶是美丽脆弱的象征，但科学告诉我们，它们可以做出不可思议的壮举。关于它们的能力，还有很多东西有待发现。"这项研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。 ... PC版： 手机版：

科学家发现世界上最难以捉摸的鲸鱼的惊人行为

科学家发现世界上最难以捉摸的鲸鱼的惊人行为 最近的研究颠覆了人们对贝尔德喙鲸的传统看法，发现其种群在指挥官群岛附近的沿海浅水区繁衍生息。这种适应性突显了了解鲸鱼物种的不同行为和栖息地对有效保护工作的重要性。资料来源：Olga Filatova，南丹麦大学哺乳动物最深下潜记录的保持者是库维尔喙鲸，2014 年测量到它至少下潜了 2992 米。喙鲸还保持着哺乳动物最长潜水时间的纪录：222 分钟。现在，通过对一个贝尔德喙鲸种群的科学研究，全世界对遥远的喙鲸世界有了一个新的、令人惊讶的认识。这个种群被意外地发现在海岸附近，并且位于比以前观察到的更浅的水域中。这项研究由南丹麦大学/峡湾与贝尔特分校的鲸鱼生物学家奥尔加-菲拉托娃（Olga Filatova）和伊万-费杜丁（Ivan Fedutin）领导，论文发表在《动物行为》（Animal Behaviour）杂志上。两位研究人员多年来一直在北太平洋进行鲸鱼研究，2008 年在指挥官群岛考察期间，他们第一次在海岸附近看到一群贝氏喙鲸。"我们在那里是为了寻找虎鲸和座头鲸，所以我们只是注意到我们看到了一群贝氏喙鲸，并没有采取什么行动。但在接下来的几年里，我们也看到了它们，五年后，我们怀疑这是一个经常光顾同一区域的稳定群落。"南丹麦大学生物系和 SDU 气候群组的鲸鱼专家、博士后奥尔加-菲拉托娃（Olga Filatova）解释说："我们每年都能看到它们，直到 2020 年，COVID-19 阻止了我们回到指挥官群岛。"指挥官群岛附近的一条贝尔德喙鲸。可以看到下颌有两颗牙齿。身体上布满了与其它喙鲸搏斗留下的伤疤。图片来源：Olga Filatova，南丹麦大学。沿海栖息地和鲸鱼行为所研究的贝氏喙鲸种群靠近海岸距离陆地四公里以内，它们在浅水中被观察到，水深不到 300 米。奥尔加-菲拉托娃说："这对这一物种来说是不寻常的。这一种群很可能已经适应了这一特殊的栖息地，因此偏离了所有喙鲸都在远海和深海遨游的既定观念。这意味着不能指望一个特定物种中的所有个体都有相同的行为方式。这就给制定物种保护计划带来了困难例如，在这种情况下不能假设喙鲸只生活在深海远处而制定计划。我们已经证明，它们也可以生活在浅海和沿海水域。可能还有我们尚未意识到的其他不同栖息地。"有许多例子表明，同一鲸种的个体行为并不相同。在鲸的世界里，经常可以看到同一物种的群体生活在不同的地方，吃不同的猎物，交流方式也不同，而且不喜欢与其他群体的同类打交道。指挥官群岛的贝尔德喙鲸。资料来源：Olga Filatova，南丹麦大学有些虎鲸群只捕食海豹和鼠海豚等海洋哺乳动物，有些则只捕食鲱鱼。有些座头鲸在热带和北极之间洄游，有些则在某些地区栖息。有些抹香鲸群体发展出自己的方言，用于内部交流，不喜欢与群体外的其他鲸鱼交流。奥尔加-菲拉托娃认为，当群体对栖息地和猎物等产生偏好时，社会学习就在发挥作用。动物世界的社会学习有多种形式。模仿是最复杂的形式；动物看到别人做什么，就会理解背后的动机和原因。还有一种是"局部强化"，即动物看到另一种动物前往一个特定的地方，就会跟着去，从而了解到这个地方是有价值的。许多动物都有这种现象，包括鱼类。喙鲸的文化传统奥尔加-菲拉托娃认为，指挥官群岛上的贝氏喙鲸种群是通过"本地强化"来学习的：它们看到一些同伴来到海岸附近的浅水区，跟在后面，发现那里是个好地方，可能是因为那里有很多鱼。这成为了一种文化传统，这也是第一次在喙鲸中观察到这种文化传统。鲸鱼文化传统的其他例子还包括鲸鱼形成特定的捕猎传统：有的鲸鱼用尾巴拍晕鱼群，有的鲸鱼掀起波浪将海豹冲下浮冰，还有的鲸鱼追着鱼群跑到沙滩上。从 2008 年到 2019 年，研究人员在指挥官群岛共观察到 186 头贝尔德喙鲸。其中 107 只被观察到一次，因此被评估为暂居鲸。79头被发现超过一年，因此被评估为居留鲸。有 61 头短暂停留的鲸鱼被看到与居民互动，其中 7 头是在浅水区被看到的。"暂居鲸不像居民那样熟悉当地情况，因此，它们通常会在其物种的正常深度寻找食物。但实际上，我们在浅水区观察到了一些暂居者。这些个体与居民有某种形式的社会接触。"奥尔加-菲拉托娃说："一定是在这种接触中，它们了解了浅水区及其优势。"目前还不清楚世界上有多少头贝尔德喙鲸。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现世界上最古老的森林化石 源自3.9亿年前

科学家发现世界上最古老的森林化石 源自3.9亿年前 在英格兰西南部发现的世界上最古老的森林化石可以追溯到 3.9 亿年前，这为我们了解泥盆纪早期的树木生命形式及其对地球地貌的影响提供了重要线索。这项开创性的研究强调了早期树木在稳定环境和塑造河流系统演变过程中的重要作用。菖蒲树森林。图片来源：Peter Giesen/Chris Berry这些化石是在布里斯托尔海峡南岸的米内黑德（Minehead）附近发现的，附近就是现在的布特林度假村（Butlin's holiday camp）。这些被称为菖蒲的树木化石乍一看很像棕榈树，但它们却是我们今天所熟悉的树木种类的"原型"。它们的树干不是实木的，而是细细的，中间是空心的。它们也没有叶子，树枝上覆盖着数以百计的树枝状结构。倒下的菖蒲原木化石。资料来源：Neil Davies这些树也比它们的后代矮得多：最大的树高在两米到四米之间。随着树木的生长，它们会脱落树枝，掉落大量的植被垃圾，这些垃圾为森林地面上的无脊椎动物提供了食物。地质意义科学家们以前曾认为英国海岸的这一地段并不包含重要的植物化石，但这一特殊化石的发现，除了其年代之外，还显示了数亿年前早期的树木是如何帮助塑造地貌、稳定河岸和海岸线的。该研究成果发表在《地质学会期刊》上。这片森林可以追溯到距今 4.19 亿年到 3.58 亿年前的泥盆纪，当时生命开始了向陆地的第一次大规模扩张：在泥盆纪末期，出现了第一批结籽植物，最早的陆地动物（主要是节肢动物）也已发展成熟。倒下的树干细节。资料来源：Chris Berry该研究的第一作者、剑桥大学地球科学系尼尔-戴维斯教授说："泥盆纪从根本上改变了地球上的生命。它还改变了水和陆地的相互作用方式，因为树木和其他植物通过根系帮助稳定沉积物，但人们对最早的森林知之甚少。"生态见解和研究方法研究人员发现的化石森林位于德文郡北部和萨默塞特郡西部海岸的杭曼砂岩层中。在泥盆纪时期，这一地区并不与英格兰其他地区相连，而是位于更南的地方，与德国和比利时的部分地区相连，在德国和比利时也发现了类似的泥盆纪化石。卡迪夫地球与环境科学学院的合著者克里斯托弗-贝里（Christopher Berry）博士说："当我第一次看到这些树干的照片时，我立刻就知道它们是什么了，这是基于我 30 年来在全球范围内对这类树木的研究。在离家如此之近的地方看到它们真是令人惊叹。但最有启发性的见解来自于第一次看到这些树在它们生长的位置上。这是我们第一次有机会直接观察这种最早类型森林的生态学，解读钙华树的生长环境，并评估它们对沉积系统的影响"。德文郡北部和萨默塞特郡西部海岸的杭曼砂岩层，这些化石就是在这里发现的。资料来源：尼尔-戴维斯实地考察是沿着英格兰海拔最高的悬崖进行的，其中一些悬崖只能乘船到达，考察结果表明，这种砂岩地层实际上富含泥盆纪时期的植物化石材料。研究人员在砂岩中发现了保存下来的植物化石和植物碎屑、树原木化石、树根痕迹以及沉积结构。在泥盆纪时期，该地点是一个半干旱的平原，从西北方的山脉流出的小河道纵横交错。戴维斯说："这是一片非常奇怪的森林与你今天看到的任何森林都不一样。这里没有任何灌木丛，草也还没有出现，但是这些密密麻麻的树木掉落了很多树枝，这对景观产生了很大的影响。"这一时期标志着密集的植物首次能够在陆地上生长，钙华树脱落的大量碎屑在沉积层中堆积起来。这些沉积物影响了河流在地形上的流向，这是河流的流向第一次受到这种影响。这些化石中包含的证据保留了地球发展过程中的一个关键阶段，即河流开始以一种与以往根本不同的方式运行，成为今天巨大的侵蚀力量。人们有时会认为英国的岩石已经被研究得够多了，但这表明，重新审视这些岩石可以获得重要的新发现。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

中国科学家发现让茶叶口感更佳的秘密

中国科学家发现让茶叶口感更佳的秘密 研究表明，茶叶的品质不仅取决于茶树的品种，还取决于茶树根部的微生物，改变这些微生物群落可以提高氨基酸含量，从而显著改善茶叶品质。"通过微生物组学研究，我们在不同品质的茶树根部发现了微生物群落的显著差异，尤其是与氮代谢相关的微生物，"中国福建农林大学的许通达说。"最关键的是，通过从优质茶树根系中分离和组装合成微生物群落，我们成功地显著提高了不同茶树品种的氨基酸含量，从而改善了茶叶品质"。这张照片显示的是中国福建武夷山的茶山茶叶栽培的挑战和微生物解决方案中国拥有丰富的茶树遗传资源。但是，研究人员解释说，通过分子遗传育种方法提高茶叶品质具有挑战性。人们有兴趣寻找其他方法来改造和提高茶叶品质，或许包括使用微生物制剂。早先的研究表明，生活在植物根部的土壤微生物会影响植物吸收和利用养分的方式。在新的研究中，研究人员希望进一步了解根部微生物对茶叶品质的具体影响。他们发现，茶叶根部的微生物会影响其对氨的吸收，进而影响茶氨酸的产生，而茶氨酸是决定茶叶口感的关键。他们还发现，不同茶叶中定植的微生物存在差异。通过比较茶氨酸含量不同的茶叶品种，他们确定了一组微生物，这些微生物有望改变氮代谢，提高茶氨酸的含量。接下来，他们构建了一个被称为"SynCom"的合成微生物群落，该群落与一种名为"Rougui"的高丙氨酸茶叶品种的微生物群落非常相似。当他们将 SynCom 应用于茶叶根部时，发现它提高了茶氨酸的水平。这种微生物还能让拟南芥这种常用于基础生物学研究的植物更好地耐受低氮条件。对农业的广泛影响该研究的合著者唐文新说："人们最初对从优质茶树根部提取的合成微生物群落的期望是提高劣质茶树的品质。然而，我们惊讶地发现，合成微生物群落不仅能提高低品质茶树的品质，还能对某些高品质茶叶品种产生显著的促进作用。而且，这种效果在低氮土壤条件下尤为明显"。这张照片显示的是中国福建武夷山的茶山研究结果表明，合成微生物群落可以改善茶叶的品质，尤其是在缺氮的土壤条件下生长的茶叶。由于茶树需要大量的氮，这一发现有助于减少化肥的使用，同时提高茶树的品质。这些发现可能会对更广泛的农作物产生重要影响。"根据我们目前的实验结果，加入 SynCom21 微生物群落不仅改善了不同茶叶品种对铵态氮的吸收，还增强了拟南芥对铵态氮的吸收，"许说。"这表明，SynCom21的铵态氮吸收促进功能可能适用于各种植物，包括其他作物。"例如，它可以培育出品质更好的水稻，包括蛋白质含量更高的水稻。他们现在计划进一步优化 SynCom，并评估其在田间试验中的应用。他们还希望进一步了解根部微生物如何影响茶树的其他次生代谢物。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现让人不睡觉的机制

科学家发现让人不睡觉的机制 华盛顿州立大学的研究人员发表论文，他们使用遗传和化学技术可逆的改变小鼠基底前脑中星形胶质细胞的活性，能让小鼠连续几个小时保持清醒，没有表现出任何睡意的迹象。研究人员表示，这项研究或有助于创造出能长时间让人保持清醒的药物，比如轮班工人不会昏昏欲睡，宇航员、飞行员、士兵、医疗人员、急救人员可以在较长时间内无需睡眠。来源 ， 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot