科学家破解140年前南极巨型海蜘蛛繁殖之谜

科学家破解140年前南极巨型海蜘蛛繁殖之谜 夏威夷大学马诺阿分校的研究人员对南极洲巨型海蜘蛛的繁殖行为有了重大发现，揭示了巨型海蜘蛛的发育过程，并为更广泛的海洋生态系统提供了启示。这项研究涉及在冰下观察交配行为和卵的发育，标志着在了解这些以"极地巨人"著称的生物方面取得了突破性进展，并对全球海洋生物学产生了影响。资料来源：R. Robbins海蜘蛛，或称pycnogonids，是在全球海洋栖息地发现的一类类似蜘蛛的无脊椎动物。大多数物种比指甲还小，但一些南极物种的腿展（一条腿的顶端到另一条腿的顶端）超过一英尺。这些动物是"极地巨人症"的一个著名例子。"极地巨人症"是指极地地区（如北极和南极）的某些生物比气候温暖地区的同类长得大得多的现象。""在大多数海蜘蛛中，父母中的雄性会在婴儿发育期间抱着它们四处走动来照顾它们，"马诺阿大学生命科学学院教授兼首席研究员艾米-莫兰（Amy Moran）说。"奇怪的是，尽管描述和研究可以追溯到140多年前，但从来没有人见过南极巨型海蜘蛛育雏，也不知道它们的发育情况。"莫兰的实验室研究极地巨型动物已有十多年。2021 年 10 月，莫兰和生命科学学院博士生亚伦-托（Aaron Toh）和格雷厄姆-洛贝特（Graham Lobert）等人组成的研究小组在南极洲进行实地考察时，发现了一个突破性的发现。他们潜入冰下，用手收集了似乎正在交配的巨型海蜘蛛群，并将它们运送到水箱中进行观察。左起：Graham Lobert、Aaron Toh 和 Amy Moran。图片来源：马诺阿大学令他们惊讶的是，两个不同的交配群体产下了数千枚小卵。父母中的一方（很可能是父亲）没有像大多数海蜘蛛那样带着孩子直到孵化，而是花了两天时间将卵附着在岩石底部，让它们在那里发育数月，然后孵化成小幼虫。研究人员的发现发表在2024年2月的《生态学》上。Toh说："我们非常幸运能够看到这一切。有机会在南极洲直接与这些神奇的动物一起工作，意味着我们可以学到一些从未有人想到过的东西"。产卵后几周内，卵上长满了微型藻类，提供了完美的伪装。洛贝特说："即使我们知道卵在那里，我们也几乎看不到它们，这可能就是研究人员以前从未见过这种情况的原因。"莫兰在一次研究潜水中，捡到一只大海蜘蛛。资料来源：R. Robbins英国南极调查局的著名南极生物学家劳埃德-佩克（Lloyd Peck）没有参与这项研究，他说："南极海洋物种的一般生态学和繁殖生物学仍然是一个未知数，我们只掌握了少数物种的数据，因此，像这样的论文对于揭示动物在世界海洋中研究最少的地区之一是如何运作的，具有相当重要的意义。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

1600万年前的亚马逊雨林出现过巨型淡水豚

1600万年前的亚马逊雨林出现过巨型淡水豚 科学家在亚马逊河发现了一种有 1600 万年历史的巨型淡水豚，并发现了它与南亚淡水豚之间意想不到的联系，为了解这些生物的进化动态提供了启示。图为秘鲁原亚马孙流域浑浊水域中的Pebanista yacuruna的艺术再现。图片来源：Jaime Bran苏黎世大学（UZH）领导的一个国际研究小组现已发现了迄今为止发现的最大的淡水豚，其身长在 3 米到 3.5 米之间。这个新物种被命名为Pebanistayacuruna，取自传说中居住在亚马逊河流域的水生神话人物的名字，发现于秘鲁亚马逊河流域，距今已有1600万年历史。地貌变化导致巨型淡水豚灭绝这一新的淡水豚物种属于 Platanistoidea，这是一个在 2400 万年前至 1600 万年前世界海洋中常见的海豚类群。研究人员认为，它们最初的海洋祖先入侵了原亚马孙地区猎物丰富的淡水生态系统，并适应了这一新环境。"1600万年前，秘鲁亚马孙地区的面貌与今天截然不同，"领衔作者、哈佛大学古生物学系的阿尔多-贝尼特斯-帕洛米诺（Aldo Benites-Palomino）说。"亚马逊平原的大部分地区都被一个被称为 Pebas 的大型湖泊和沼泽系统所覆盖。这一地貌包括水生、半水生和陆生生态系统（沼泽、洪泛平原等），横跨今天的哥伦比亚、厄瓜多尔、玻利维亚、秘鲁和巴西。"古生物学家 Aldo Benites-Palomino（苏黎世大学古生物学系）在 2018 年纳波河考察中处理样本。图片来源：鲁道夫-萨拉斯-吉斯蒙迪（Rodolfo Salas-Gismondi大约一千万年前，当佩巴斯系统开始让位于现代亚马逊河流域时，新的栖息地导致佩巴尼斯塔的猎物消失，使这种巨型淡水豚灭绝。这为今天的亚马逊河豚（Inia）的近亲开辟了一个生态位，由于新鲸类（如现代大洋海豚）的兴起，这些海豚在海洋中也面临灭绝。阿尔多-贝尼特斯-帕洛米诺（Aldo Benites-Palomino）说："我们发现，它的体型并不是唯一引人注目的地方。有了在亚马逊河出土的这一化石记录，我们本以为会找到现存亚马逊河海豚的近亲但佩巴尼斯塔的近亲却是南亚河豚（Platanista属）"。Pebanista和Platanista都有高度发达的面嵴，这是一种与回声定位有关的特殊骨骼结构通过发出高频声音并倾听其回声来"看"的能力，它们主要依靠这种能力来捕猎。"对于河豚来说，回声定位或生物声纳更为重要，因为它们栖息的水域非常浑浊，这阻碍了它们的视力，"也参与了这项研究的 UZH 研究员 Gabriel Aguirre-Fernández 解释说。长长的吻部有许多牙齿，这表明Pebanista以鱼为食，就像今天其他种类的淡水豚一样。""在南美洲工作了二十年之后，我们在该地区发现了几种巨型淡水豚，但这是最老的一种。"南美洲大学古生物学系主任马塞洛-桑切斯-比利亚格拉补充道。"我们对它奇特的生物地理深时历史尤其感兴趣"。亚马逊雨林是古生物实地考察最艰苦的地区之一。只有在旱季，河水水位低到足以露出含化石的古老岩石时，才有可能发现化石。如果不及时收集这些化石，雨季不断上涨的水位就会把它们冲走，使它们永远消失。Pebanista的主模式描述和命名一个新物种所依据的单一实物标本是在2018年发现的，当时该研究的第一作者还是一名本科生。秘鲁古生物学家鲁道夫-萨拉斯-吉斯蒙迪（Rodolfo Salas-Gismondi）曾是哈佛大学古生物学系的博士后研究员，他带领的考察队穿越了纳波河300多公里的河道。他们发现并收集了数十件化石，但最大的惊喜是在探险结束时，经过近三周的勘探：发现了大型淡水豚头骨，编目为 MUSM 4017，该头骨已永久保存在利马自然历史博物馆。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家揭示变暖世界中树木与真菌之间的隐秘斗争

科学家揭示变暖世界中树木与真菌之间的隐秘斗争 巴塔哥尼亚森林地面上的一种外生菌根蘑菇。图片来源：SPUN/Mateo Barrenengoa现在，科学家们发现，造成这种滞后的原因可能就在地下。今天（5 月 27 日）发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一项研究表明，树木，尤其是遥远的北方地区的树木，可能正在迁移到没有真菌生命支持的土壤中。科西嘉岛上生长的一棵巨型松树，那里的气候变化影响极为严重。图片来源：SPUN/Quentin van den Bossche菌根真菌是一种生长在土壤中的丝状微小真菌，能与植物根系连接，为植物提供重要的养分以交换碳。北纬地区的大多数大型针叶树都与一种叫做外生菌根真菌的菌根真菌建立了关系。第一作者、地下网络保护协会（SPUN）真菌生态学家迈克尔-范-努兰德（Michael Van Nuland）说："在研究这些共生关系的未来时，我们发现，树木与真菌之间35%的伙伴关系会受到气候变化的负面影响。"菌根蘑菇 Cortinarius spp.图片来源：SPUN/Mateo Barrenengoa作者发现，在北美，最容易受到这种气候错配影响的树木是松科的树木。特别值得关注的地区是物种分布区的边缘，那里的树木往往面临着最恶劣的条件。在这里，作者发现，在这些地方存活率较高的树木拥有更多样化的菌根真菌，这表明这些共生关系可能对帮助树木抵御气候变化的影响至关重要。"外生菌根真菌与气候的关系不同于外生菌根树木，"合著者、SPUN数据科学家克拉拉-秦（Clara Qin）说。"我们发现的证据表明，树木必须对这些差异做出回答。"意大利亚平宁山脉的外生菌根森林。SPUN/Seth Carnill这项研究揭示了气候变化可能对共生生物产生的影响。秦说："虽然我们预计气候驱动的迁徙会受到非生物因素的限制，比如高纬度和高海拔地区的可用空间，但我们通常不会考虑生物因素的限制，比如共生伙伴的可用性。"Van Nuland 说："我们必须继续努力了解气候变化如何影响菌根共生关系，这一点绝对至关重要。这些关系是地球上所有生命的基础我们必须了解并保护它们。这一行动呼吁强调了研究和保护这些基本生态互动关系的重要性。"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：

考古学家在英国发现82英尺长的古代巨型鱼龙

考古学家在英国发现82英尺长的古代巨型鱼龙 考古学家在英国萨默塞特发现的第二块两米长的鱼龙颚骨揭示了一个新的巨型物种Ichthyotitan severnensis，其历史可追溯到 2.02 亿年前，这为人们了解三叠纪海洋巨兽增添了重要的线索。海滩上被冲刷过的 Ichthyotitan severnensis 尸体。图片来源：Sergey Krasovskiy, CC-BY 4.0来自德文郡布劳顿的贾斯汀-雷诺兹和鲁比-雷诺兹父女于 2020 年 5 月在萨默塞特蓝锚海滩寻找化石时，发现了第二块颚骨的第一块碎片。当时 11 岁的鲁比发现了第一块巨骨，然后一起寻找更多的巨骨碎片。几乎完整的巨型颚骨照片，以及与保罗-德拉萨尔发现的 2018 年骨骼（中间和底部）的对比。图片来源：迪恩-洛迈斯博士他们意识到自己发现了重要的东西，于是联系了著名的鱼龙专家、曼彻斯特大学古生物学家迪恩-洛马克斯博士。洛马克斯博士同时也是布里斯托尔大学的 1851 研究员，他联系了经验丰富的化石收集者保罗-德拉萨尔（Paul de la Salle），后者于 2016 年 5 月在更远的利尔斯托克海岸发现了第一块巨型颚骨。迪安-洛迈斯博士说："我对这一发现感到非常惊讶。2018年，我的团队（包括保罗-德-拉萨尔）研究并描述了保罗的巨型颚骨，我们一直希望有朝一日能发现另一块巨型颚骨。这块新标本更加完整，保存得更好，而且表明我们现在有两块这种巨骨被称为'方骨'具有独特的形状和结构。至少可以说，我变得非常兴奋"。贾斯汀和鲁比，连同保罗、洛马克斯博士和几位家庭成员一起来到现场，寻找这一罕见发现的更多碎片。随着时间的推移，研究小组发现了更多相同下颚的碎片，它们完美地拼接在一起，就像一个有着数百万年历史的拼图。贾斯汀说："当鲁比和我发现头两块时，我们非常兴奋，因为我们意识到这是一件重要而不寻常的东西。当我找到下颚的后半部分时，我非常激动，因为那是保罗早先发现的决定性部分之一。"一对巨大的游泳中的鱼龙。图片来源：Gabriel Ugueto, CC-BY 4.0最后一块骨头于 2022 年 10 月找到。由洛马克斯博士领导的研究小组发现，这些下颚骨属于一种新的巨型鱼龙，其大小与蓝鲸差不多。比较来自同一地质时区、具有相同独特特征的两块相同骨骼，证实了他们的鉴定结果。研究小组将新属和新种命名为 Ichthyotitan severnensis，意为"塞文河巨型鱼蜥"。历史背景和意义这些骨骼距今约 2.02 亿年，可追溯到三叠纪末期。在这一时期，巨大的鱼龙在海洋中游动，而恐龙则在陆地上行走。然而，这是巨龙们的最后一章因为这些化石上面的岩石所讲述的故事记录了一场被称为晚三叠世全球大灭绝事件的灾难。在此之后，巨型鱼龙灭绝。今天，这些骨头代表了它们最后的同类。Ichthyotitan并不是世界上第一只巨型鱼龙，但de la Salles和Reynolds的发现在科学界已知的巨型鱼龙中是独一无二的。这两块骨头出现在它们最近的地质学亲戚（包括加拿大不列颠哥伦比亚省的湘西龙（Shonisaurus sikanniensis）和中国西藏的喜马拉雅龙（Himalayasaurus tibetensis）之后大约1300万年。2020 年，研究小组的部分成员在检查鲁比和贾斯汀-雷诺兹新发现的初步发现（在后面）。随后又发现了其他部分的骨骼。从左至右：迪恩-洛马克斯博士、鲁比-雷诺兹、贾斯汀-雷诺兹和保罗-德拉萨尔。图片来源：迪恩-洛迈斯博士洛马克斯博士补充说："鲁比和贾斯汀正确地将这一发现确定为鱼龙的另一块巨大颚骨，这给我留下了深刻印象。他们确认这与我们在 2018 年描述的那具相吻合。我问他们是否愿意加入我的团队来研究和描述这块化石，包括为它命名。她们抓住了这个机会。特别是对于鲁比来说，她现在是一名发表过论文的科学家，不仅发现了一种巨大的史前爬行动物，还帮助为其命名。也许没有多少 15 岁的孩子能说出这样的话！也许，她就是玛丽-安宁（Mary Anning）"。鲁比说："发现这只巨大鱼龙的一部分真是太酷了。能参与这样的科学发现，我感到非常自豪。"来自德国波恩大学的硕士生马尔切洛-佩里洛对骨头的内部结构进行了进一步的检查。他的研究工作证实了骨头的鱼龙起源，并发现这种动物在死亡时仍在生长。他说："我们可以确认巨型鱼龙下颌特有的一系列组织学特征：这些骨骼异常的骨膜生长暗示了尚未被理解的骨骼发育策略，这种策略很可能使三叠纪晚期的鱼龙在体型上达到脊椎动物的已知生物极限。关于这些庞然大物的许多事情仍然笼罩在神秘之中，但我们将能够通过一块块化石揭开它们的秘密。"保罗-德-拉萨尔在总结这项工作时补充说："想到我在2016年的发现会引发人们对这些庞然大物如此浓厚的兴趣，我就充满了喜悦。当我发现第一块颚骨时，我就知道它很特别。第二块颚骨证实了我们的发现，这太不可思议了。我欣喜若狂。"鲁比、贾斯汀和保罗的发现不久将在布里斯托尔博物馆和艺术馆展出。洛迈斯说："这项研究已经进行了近八年。在三叠纪时期，巨大的、蓝鲸大小的鱼龙就游弋在英国周围的海洋中，这实在是太不可思议了。这些颌骨提供了诱人的证据，也许有一天会发现这些庞然大物的完整头骨或骨骼。世事难料"。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

科学家正利用土壤微生物的DNA帮助提高气候模型的准确性

科学家正利用土壤微生物的DNA帮助提高气候模型的准确性 微生物模型利用广泛的基因组数据为土壤碳模拟提供动力。图片来源：Victor O. Leshyk 插图这个新模型使科学家们能够更好地了解某些土壤微生物如何有效地储存植物根系提供的碳，并为农业战略提供信息，以保护土壤中的碳，支持植物生长和减缓气候变化。"我们的研究证明了直接从土壤中收集微生物遗传信息的优势。在此之前，我们只掌握了实验室研究的少数微生物的信息，"论文第一作者、伯克利实验室博士后研究员吉安娜-马施曼（Gianna Marschmann）说。"有了基因组信息，我们就能建立更好的模型，预测各种植物类型、作物甚至特定栽培品种如何与土壤微生物合作，更好地捕集碳。同时，这种合作还能增强土壤健康"。最近发表在《自然-微生物学》杂志上的一篇新论文介绍了这项研究。论文的通讯作者是伯克利实验室的 Eoin Brodie 和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的 Jennifer Pett-Ridge，后者领导着"微生物持久存在"土壤微生物组科学重点领域项目，该项目由能源部科学办公室资助，以支持这项工作。看见看不见的东西 - 微生物对土壤健康和碳的影响土壤微生物帮助植物获取土壤养分，抵抗干旱、疾病和虫害。它们对碳循环的影响在气候模型中的体现尤为重要，因为它们会影响土壤中储存的碳量或在分解过程中以二氧化碳形式释放到大气中的碳量。通过利用这些碳构建自己的身体，微生物可以将碳稳定（或储存）在土壤中，并影响碳在地下的储存量和储存时间。这些功能与农业和气候的相关性正受到前所未有的关注。然而，仅一克土壤中就含有多达100 亿个微生物和数千个不同物种，绝大多数微生物从未在实验室中被研究过。直到最近，科学家们才从实验室研究的极少数微生物中获得数据，为这些模型提供依据，其中许多微生物与需要在气候模型中体现的微生物无关。Brodie解释说："这就好比根据只生长在热带森林中的植物所提供的信息，为沙漠建立生态系统模型。"为了应对这一挑战，科学家团队直接利用基因组信息建立了一个模型，该模型能够适应任何需要研究的生态系统，从加利福尼亚的草原到北极解冻的永久冻土。该模型利用基因组深入了解土壤微生物的功能，研究小组将这种方法用于研究加利福尼亚牧场中植物与微生物组之间的相互作用。牧场在加州具有重要的经济和生态意义，占陆地面积的 40% 以上。研究重点是生活在植物根部周围的微生物（称为根圈）。这是一个重要的研究环境，因为尽管根区只占地球土壤体积的 1-2%，但据估计，根区储存了地球土壤中 30-40% 的碳，其中大部分碳是由根系在生长过程中释放出来的。为了建立这个模型，科学家们利用加州大学霍普兰研究与推广中心提供的数据，模拟了微生物在根部环境中的生长情况。不过，这种方法并不局限于特定的生态系统。由于某些遗传信息与特定的性状相对应，就像人类一样，基因组（模型所基于的）与微生物性状之间的关系可以转移到世界各地的微生物和生态系统中。研究小组开发了一种新方法来预测微生物的重要性状，这些性状会影响微生物利用植物根系提供的碳和养分的速度。研究人员利用该模型证明，随着植物的生长和碳的释放，由于根系化学和微生物性状之间的相互作用，会出现不同的微生物生长策略。特别是，他们发现，生长速度较慢的微生物在植物生长后期会受到碳释放类型的青睐，而且它们在利用碳方面的效率出奇地高这使它们能够在土壤中储存更多的这种关键元素。这一新的观测结果为改进模型中根系与微生物之间的相互作用提供了依据，并提高了预测微生物如何影响气候模型中全球碳循环变化的能力。"这些新发现对农业和土壤健康具有重要意义。通过我们正在建立的模型，我们越来越有可能利用对碳如何在土壤中循环的新认识。这反过来又为我们提供了可能性，使我们能够提出保护土壤中宝贵的碳的策略，从而在可行的范围内支持生物多样性和植物生长，以衡量其影响，"马施曼说。这项研究强调了利用基于遗传信息的建模方法来预测微生物性状的威力，有助于揭示土壤微生物组及其对环境的影响。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：