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：

直布罗陀俯冲带正在侵入大西洋

直布罗陀俯冲带正在侵入大西洋 直布罗陀俯冲带迁移的三维计算机模拟结果。图片显示了俯冲带在 5000 万年后如何向大西洋传播。图片来源：Nicolas Riel新的地球动力学模型解释了直布罗陀俯冲带的演变及其可能的发展，这将有助于大西洋海底的更新。这些发现是里斯本和美因茨的合作伙伴多年合作的成果，最近发表在《地质学》（Geology）杂志上。显示直布罗陀俯冲带随时间发展的模拟图。资料来源：Nicolas Riel 和 João Duarte海洋有各自的生命周期海洋产生并发展，但最终会缩小并关闭这一系列事件被称为威尔逊周期。这一周期的基石之一是俯冲的开始，即海洋岩石圈返回地幔进行再循环。日本地质大学的鲍里斯-考斯教授说："大西洋是独一无二的，因为这里几乎没有俯冲带，与太平洋形成鲜明对比。大西洋中唯一发育完全的火山岛弧俯冲带是加勒比海的小安的列斯群岛弧和阿根廷南端与南极之间的斯科舍弧，它们都形成于白垩纪。现在即将侵入大西洋的直布罗陀弧是第三个。因此，大西洋是一个独特的实验室，可以对俯冲起始进行分析。"突出显示大西洋俯冲带的地图，西侧为发育完全的小安的列斯群岛弧和斯科舍弧，东侧为初生的直布罗陀弧。摘自 Duarte 等人，2018 年。来源：João C. Duarte直布罗陀弧是西地中海自约 3000 万年前的渐新世以来形成的俯冲带的一部分。如今，该弧的大部分位于地中海最西端的阿尔博兰海之下，并已延伸至大西洋。在过去的 500 万年里，它向西传播的速度有所减慢，因此一些研究人员得出结论，它可能已经完全失去活动能力。鲍里斯-考斯教授和尼古拉斯-里尔博士强调说："我们不同意这种观点。我们的计算机模拟使我们能够准确地重建直布罗陀弧的物理发展，并评估其未来的发展。"在计算过程中，研究小组使用了 JGU 的 MOGON II 超级计算机。模拟从 3000 万年前开始，显示俯冲带弧逐渐从法国/西班牙地中海地区向南移动。大约 1700 万年前，弧中心到达北非。卡比利群岛等岛屿随着南移而漂移，并与北非大陆相连。鲍里斯-考斯教授说："我们的模型也有助于解释某些地质观测结果。大约 1000 万年前，所谓的板块（即下部板块中已经进入地幔的部分）开始向大西洋推进。直布罗陀弧的大西洋俯冲带目前大致位于西班牙和葡萄牙边界线上。"美因茨和里斯本的地球物理学家预计，未来弧的扩张速度将减慢，大约在 2000 万年后将几乎停滞。在此之后，俯冲带的迁移速度将加快，在随后的3000万年里，俯冲带将以半圆形的形式扩展到大西洋，形成一个新的大西洋俯冲系统。该模型再现了俯冲带从一个关闭的大洋本例中为地中海通过一个狭窄的海洋走廊传播到一个新的开放大洋大西洋的过程。"我们的模拟首次表明，这种形式的直接迁移是可能发生的，"发表文章的第一作者、里斯本大学的若昂-杜阿尔特教授补充说。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现进化过程中不寻常的新英雄：史前蠕虫搭配黄铁矿

科学家发现进化过程中不寻常的新英雄：史前蠕虫搭配黄铁矿 一项新的研究发现，史前蠕虫在海底的穴居活动释放了氧气，促进了奥陶纪生物大分化。地球上最重要的一次生物多样性爆发3000 万年的爆炸性进化变化催生了无数新物种可能要感谢生命史上最不起眼的生物：蠕虫。根据约翰-霍普金斯大学研究人员发表在《Geochimica et Cosmochimica Acta》杂志上的最新研究成果，史前蠕虫和其他无脊椎动物在海底的挖掘和穴居引发了一连串的事件，向海洋和大气释放了氧气，并帮助启动了大约 4.8 亿年前的奥陶纪生物多样化大事件。地球与行星科学系助理教授、资深作者玛雅-戈麦斯（Maya Gomes）说："想想在今天甚至还不存在的小动物是如何以如此深刻的方式改变进化史的进程的，这真的令人难以置信。"通过这项工作，我们将能够研究早期海洋的化学性质，并重新解释部分地质记录。"为了更好地了解氧气含量的变化如何影响大规模的进化事件，戈麦斯和她的研究小组更新了模型，详细说明了数亿年来氧气增加的时间和速度。他们研究了在一定程度上由挖掘蠕虫造成的沉积物混合与一种名为黄铁矿的矿物之间的关系，黄铁矿在氧气积聚中起着关键作用。黄铁矿在泥土、淤泥或沙子中形成并被掩埋的越多，氧气含量就越高。研究人员在马里兰州切萨皮克湾沿岸的九个地点测量了黄铁矿，这些地点可作为早期海洋条件的代表。即使只有几厘米沉积物混合的地点，黄铁矿的含量也大大高于没有混合的地点和混合程度较深的地点。戈麦斯说，这些发现挑战了以前的假设，即黄铁矿与沉积物混合之间的关系在不同生境和不同时期都保持不变。传统观点认为，随着动物在海底掘洞搅动沉积物，新出土的黄铁矿会暴露在水中并被氧气破坏，这一过程最终会阻止氧气在大气和海洋中积累。混合沉积物被视为氧气水平保持稳定的证据。新数据表明，少量沉积物在含氧量极低的水中混合，会使埋藏在地下的黄铁矿、硫和有机碳接触到足够的氧气，从而启动更多黄铁矿的形成。"这有点像金发姑娘。条件必须恰到好处。你必须有一点混合，让氧气进入沉积物，但又不能太多，以至于氧气破坏了所有的黄铁矿，没有净积累，"文章第一作者、约翰霍普金斯大学博士候选人 Kalev Hantsoo 说。当研究人员将黄铁矿与沉积物混合深度之间的这种新关系应用到现有模型中时，他们发现氧气水平在数百万年中保持相对平稳，然后在古生代期间上升，奥陶纪期间出现急剧上升。研究人员说，额外的氧气很可能促成了奥陶纪生物多样性大事件，当时新物种迅速繁衍。戈麦斯说："一直以来，我们都在思考氧气水平如何与历史上进化力量加快、地球上生命更加多样化的时刻相关联。寒武纪时期也曾发生过大规模的物种分化事件，但新的模型让我们能够排除氧气的影响，而把注意力集中在那个时期可能推动进化的其他因素上。"编译来源：ScitechDailyDOI: 10.1016/j.gca.2024.04.018 ... PC版： 手机版：

卫星捕捉到南大西洋藻类大量繁殖情景 面积相当于德国

卫星捕捉到南大西洋藻类大量繁殖情景 面积相当于德国 2023 年，哥白尼哨兵-3 号任务捕捉到福克兰群岛周围海藻大量繁殖的情况，突出了洋流在支持海洋生态系统方面的作用，并展示了卫星的重要环境监测功能。图片来源：包含修改后的哥白尼哨兵数据（2023 年），由欧空局处理，CC BY-SA 3.0 IGO南大西洋的藻类通常会迅速发展成巨大的藻华，随着蜿蜒的洋流漂浮和流动。在这张拍摄于 2023 年 11 月的图片中，可以看到岛屿周围出现了令人印象深刻的绿色和蓝色漩涡，面积超过 36 万平方公里（与德国的 35.76 万平方公里面积相当），不同的颜色是阳光从微型植物所含的叶绿素上反射出来的结果。由于两股强大的洋流汇聚在一起，该地区的浮游植物大量繁殖，这两股洋流分别是南下的巴西低营养暖流和北上的福克兰寒流。当这两股洋流交汇时，产生的湍流会引起上升流，从而将大量营养物质带到海面，这也是浮游植物大量繁殖的部分原因。这些浮游植物是许多海洋物种的重要食物来源。福克兰群岛位于南美洲南端东北约 500 公里处，由西福克兰和东福克兰两个主要岛屿以及数百个较小的岛屿和小岛组成，陆地总面积约为卢森堡的五倍。其地貌由山脉、平坦的平原、崎岖的海岸线和悬崖组成。山脉横贯两个主要岛屿的北部，呈东西走向，最高点分别是西福克兰的亚当山和东福克兰的乌斯本山。帮助绘制藻类繁殖图并为海洋作业提供关键信息，这只是两颗哨兵-3 卫星用于欧洲哥白尼计划的部分工作。哥白尼哨兵-3 号携带一套尖端仪器，系统地测量地球的海洋、陆地、冰层和大气，以监测和了解大规模的全球动态。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家首次在考古土壤样本中发现微塑料污染的证据

科学家首次在考古土壤样本中发现微塑料污染的证据 研究小组在七米多深的沉积物中发现了微小的微塑料颗粒，这些样本的年代可以追溯到公元一世纪或二世纪初，发掘时间为 20 世纪 80 年代末。原地保护考古学一直是一代人管理历史遗址的首选方法。然而，研究小组表示，这些发现可能会促使人们重新思考，因为微小的颗粒可能会损害保存下来的遗迹。微塑料是微小的塑料颗粒，从 1 微米（千分之一毫米）到 5 毫米不等。微塑料的来源很广泛，有破碎的较大塑料碎片，也有在塑料制造过程中使用的树脂颗粒，在 2020 年之前，美容产品中经常使用这些颗粒。这项研究发表在《全环境科学》杂志上，由约克大学和赫尔大学共同完成，并得到了教育慈善机构约克考古学会的支持。研究的意义约克大学考古系的约翰-肖菲尔德（John Schofield）教授说："这是一个重要的时刻，它证实了我们本应预料到的事实：以前被认为是原始考古沉积物的地方，调查的时机已经成熟，但事实上却受到了塑料的污染，其中包括 20 世纪 80 年代末采样和储存的沉积物。""我们熟悉海洋和河流中的塑料。但在这里，我们看到我们的历史遗产中含有有毒元素。这种污染在多大程度上损害了这些沉积物的证据价值，以及它们的国家重要性，这就是我们下一步要努力查明的问题"。研究人员在当代和存档样本中发现了 16 种不同的微塑料聚合物类型。资料来源：约克考古学会约克考古学会首席执行官大卫-詹宁斯补充说："我们认为微塑料是一种非常现代的现象，因为我们真正听说微塑料是在最近 20 年，理查德-汤普森教授在 2004 年揭示，自 20 世纪 60 年代以来，随着战后塑料生产的蓬勃发展，微塑料已经在我们的海洋中普遍存在。这项新研究表明，这些微粒已经渗入考古沉积物中，而且与海洋一样，这种情况很可能在类似时期就已经发生，1988 年在约克威灵顿行采集和存档的土壤样本中就发现了这些微粒"。研究在当代样本和存档样本中发现了 16 种不同的微塑料聚合物类型。"考古学关注的是微塑料如何损害考古沉积物的科学价值。我们保存最完好的遗迹例如在铜门发现的维京人遗址在持续1000多年的厌氧水涝环境中，有机材料保存得非常好。微塑料的存在会改变土壤的化学性质，可能会引入导致有机遗骸腐烂的元素。"戴维-詹宁斯补充说："如果是这样的话，就地保护考古可能就不再合适了。"研究小组表示，鉴于这些人造化学物质对考古沉积物的潜在影响，进一步研究微塑料的影响将是考古学家的当务之急。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现塑料垃圾的扩散范围超出了已知海洋垃圾带

科学家发现塑料垃圾的扩散范围超出了已知海洋垃圾带 在最近的一项研究中，亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）的一个研究小组与阿尔弗雷德-魏格纳研究所（AWI）合作，在太平洋的一个偏远海洋保护区发现了大量塑料垃圾和微塑料。这些塑料垃圾和微塑料的数量与世界上已知的最大垃圾区之一中发现的数量相似。研究人员强调，塑料的分布范围比预期的要广泛得多。整个海洋生态系统都受到了威胁。因此，他们呼吁全球尽快停止向海洋排放塑料。这项研究发表在《环境科学与技术》上。来自 neuston 网的样本，其中含有大量不同的塑料颗粒（2019 年北太平洋考察）。资料来源：UFZ问题的范围和研究结果"海洋中的塑料是一个严重的问题。每年都有数百万吨的塑料通过河流、风力、航运和捕鱼进入海洋，并在海洋中存留。目前还很难评估其对海洋生态系统造成的后果，"MICRO-FATE 项目协调人、德国联邦科学院环境化学家安妮卡-雅克（Annika Jahnke）教授说。塑料在海洋中的分布情况如何？哪些区域尤其受到影响？有没有无塑料区？塑料在靠近源头或远离源头的大洋中具有什么样的特性？雅克和她的研究团队对这些问题进行了研究。德国 RV SONNE 号侧面拖曳的 Neuston 网，在穿越北太平洋时收集海面漂浮的塑料样本。图片来源：Philipp Klöckner / UFZ2019 年，在德国"Sonne"号科考船上进行的为期五周的考察中，研究人员采集了北太平洋温哥华（加拿大）和新加坡之间的地表水样本。研究小组根据夏威夷大学的一个预测模型（Surface CUrrents from a Diagnostic model (SCUD)）选择了沿航道的采样站。该模型可以计算出特定海域可能存在的塑料含量。Jahnke 说："我们选择了预测塑料负荷较高和较低的站点进行调查。有些站点位于已经进行过深入研究的区域，如所谓的太平洋大垃圾场。我们还想调查大洋中几乎没有被探索过的区域。例如，我们在夏威夷西北部的一个海洋保护区帕帕哈瑙木卡海洋国家纪念碑采集了样本。"研究小组采用了两种不同的方法来确定地表水中的塑料含量。第一种是垃圾调查，由两名科学家组成的小组在"松恩"号的甲板上对船只航行过程中肉眼可见的塑料制品进行计数，并记录其形状和大小。第二项调查是在海面拖曳纽斯顿网，在九个站点采集样本。用 neuston 网收集到的部分塑料微粒，显示出很大程度的风化以及大小、形状和颜色的多样性。图片来源：Annika Jahnke / UFZ"网眼大小为 0.3 毫米。这使我们不仅能收集较大的物品，还能收集较小的塑料微粒，以确定直径小于 5 毫米的微塑料的数量，"该研究的主要作者、UFZ 研究员 Robby Rynek 说。"每个样本中的塑料颗粒都按大小进行了分类和计数。然后，我们使用一种特殊形式的红外光谱对颗粒进行化学分析，并根据其外观估计其风化状态"。塑料暴露在阳光、风、海浪和海水中的时间越长，风化和分解的程度就越大。其他研究表明，较大的未降解塑料物品和颗粒主要出现在塑料入海的地方。颗粒被运得越远，其风化程度就越高，体积就越小。"这正是我们调查的结果。不出所料，我们在被称为太平洋大垃圾场的地区采集的样本中发现了最多的塑料，"Rynek 说。"然而，这些塑料制品并没有以任何方式形成塑料地毯，密集地覆盖整个表面。在考虑塑料清除技术时，这一点非常重要，因为这种技术必须覆盖广阔的区域，才能收集大量塑料。大多数塑料都是小碎片，它们会逃过渔网，或者只能通过大量的动物'副渔获物'来收集，"合著者之一、来自 AWI 的 Melanie Bergmann 博士说。因此，减少塑料的排放至关重要。用 neuston 网采集的样本特写，显示塑料微粒与相当多的动物"副渔获物"。图片来源：Annika Jahnke / UFZ"我们的研究结果最令人惊讶，同时也最令人担忧的是，我们在夏威夷西北部偏远的海洋保护区发现了同样大量的特别小的微塑料。这是我们始料未及的。根据预测模型的计算，这一区域的塑料数量应该少得多，"Rynek 说。"微塑料在海洋中的分布范围很可能比之前假设的要远得多。实际上，我们在所有采样站都发现了塑料。没有一个样本是没有塑料的。因此，我们不能认为塑料主要是在已知的积聚区造成问题这个问题要大得多，实际上会影响整个海洋生态系统。"今年，联合国会员国打算通过一项具有法律约束力的全球性《塑料条约》，以阻止海洋中的塑料污染。伯格曼说："作为独立的科学家，我们作为科学家联盟的一员，为有效的塑料条约向联合国会员国代表提供建议。"除了通过避免生产不必要的塑料产品和推广再利用系统来大幅减少塑料产量外，许多研究人员还认为，需要简化和改进塑料产品的化学成分。这是确保安全再利用和提高回收率的唯一途径。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：