为了长距离快速奔跑，马的呼吸系统进化到多独特？都自带兴奋剂系统了

为了长距离快速奔跑，马的呼吸系统进化到多独特？都自带兴奋剂系统了 图：马的肺占据了相当大的空间而当我们谈论肺时，就不得不提马，它们有着相对独特的肺。马科动物大约从5500万年前进化而来，它们最初的体型只有现代中小型宠物狗那么大，而且有三个蹄子。这个科现在只留下了7个物种，它们都是单蹄，而且体型都较大，同时还有着极强的运动能力，这一切要归功于它们的肺。下图这个就是马的肺，在完全充满气的时候，会显得巨大无比，看起来足足有兽医身高的一半！在所有用肺呼吸的动物中，马的肺重量相对于体重的比例非常大，它们的肺平均重量达到7公斤（肺通常很轻），约占其体重的 1.5%，是同等体型的牛其肺的1.5倍大。这么巨大的肺，让它们每次呼吸能够吸入60升的空气，这赋予了它们超强的运动能力的同时，可以拥有较大的体型。在陆地大型哺乳动物中，只有人的肺能与马相媲美（功能和比例都相当），所以你会发现人类同样有着超强的运动能力。肺泡示意图不过，马的肺其肺泡比人类多50倍以上，肺泡是氧气和二氧化碳的交换场所，更多的肺泡意味着更强的呼吸能力。马超强的呼吸能力并不体现在休息时，在休息时大部分肺活量其实都是多余的。有数据显示，正常呼吸时，马肺空气的利用率只有40%左右，另外60%的空气不会与肺泡接触就被吐了出去，而作为对比，人类每次呼吸空气的利用率都能达到了70%。马的肺活量是为奔跑做准备，一旦快速奔跑，它们的肌肉需要更多的氧气，而为了确保奔跑时的氧气供应，它们有一个非常独特的适应性特征：脾收缩。简单地说，马可以通过释放肾上腺素来收缩脾脏，然后脾脏可以将所有红细胞释放到血液中，从而让它们可以捕获更多的氧气并将其带到肌肉，以保持正常工作！通过这种方式，它们的血细胞比容（输送氧气的红细胞占总血量的百分比）会从30-40%飙升到60-70%，从而提升氧气的利用率。一些作弊的人类运动员为了提高成绩会通过注射红细胞生成素合成药物（一类兴奋剂）来完成类似的事情，而马天生就有这个能力。虽然马有了强大的肺，以及配合强大肺的适应性特征，但是它们也有明显的缺点。图：马只能用鼻孔呼吸，好在它们的鼻孔很大马并不像人那样可以用嘴巴辅助呼吸，它们只能用鼻子呼吸，因为马的软腭较长，封闭了鼻子和消化道之间的连接。这种呼吸方式降低了空气进入肺的速率，而马为了能够快速奔跑，又有了一个独特的适应性特征：当快速奔跑时它们会切换成被动呼吸，呼吸频率完全由四肢的运动协调。当它们快速奔跑时大概是这样呼吸的：在后腿悬置阶段既当腹部的肌肉向前拉动后腿时就吸气，因为这时马腹腔内的器官被从横膈膜向后推，从而带动空气进入肺部；而在后腿延长阶段既当后腿向后移动时就呼气，因为内容物被向前移动推入隔膜，从而迫使空气排出肺部。这种方式带来一些问题，当剧烈运动时，它们空气的流入速率可能会远超想象，这会在肺部周围制造压力，有研究显示，普通奔跑时马的呼吸会对肺部产生比平时高五倍的压力。如果人类饲养员试图让马跑得更快的话，这个压力也会变得更大，从而给气管甚至整个肺部造成损伤通常是肺部出血。圈养的马，肺部出血是很常见的疾病，它就是由于奔跑速度过快，呼吸过于急促导致的极大的压力会导致靠近肺泡的毛细血管破裂。马的呼吸系统让马成为运动能力最强的陆地大型哺乳动物之一，但也让它们成为所有哺乳动物中最容易患上严重呼吸系统疾病的一个物种。 ... PC版： 手机版：

#狞猫（拉丁学名：Caracal caracal）体型中等，毛发有许多种颜色，栖息在干燥的旷野，也有其在山区、树丛和沙漠活动的踪

#狞猫（拉丁学名：Caracal caracal）体型中等，毛发有许多种颜色，栖息在干燥的旷野，也有其在山区、树丛和沙漠活动的踪迹。主食鸟类、小兽，以小家族形式在一起，有一定的领地意识，并用尿液标记领地的范围，狞猫跳跃能力极强，奔跑速度快，能捕捉降落或起飞时的鸟类，主要分布在非洲，西亚，南亚西北部等地 #奇趣生物 推荐频道 @wxcnb_vip @fanchabbbb @baocaosaohuo @lieqibb @shuiguopai_vip

快1000倍：人类正在帮助入侵物种以惊人的速度蔓延

快1000倍：人类正在帮助入侵物种以惊人的速度蔓延 本地物种无法迅速迁徙，以躲避气候变化造成的破坏。一组来自世界各地的科学家最近发现，非本地物种扩张领地的速度明显快于本地物种，这主要是由于人类的无意帮助。即使是通常不会快速移动的非本地植物，其扩张范围的速度也比本地植物快三倍。鉴于气候变化对栖息地的迅速影响，这种加速是至关重要的，在这种情况下，快速移动变得越来越重要。为了生存，植物和动物需要每年以 3.25 公里的速度移动自己的活动范围，才能跟上气温升高和相关气候变迁的步伐如果没有人类的帮助，本地物种根本无法达到这一速度。在马萨诸塞大学阿默斯特分校科学家的领导下，来自美国新泽西州、密歇根州、科罗拉多州、夏威夷州以及西班牙塞维利亚和萨拉戈萨的研究人员组成了研究小组，研究成果发表在《生态学、进化和系统学年度评论》上。"我们知道，入侵植物物种的数量在全球呈指数级增长，"论文第一作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校环境保护学教授贝瑟尼-布拉德利（Bethany Bradley）说。"我们还知道，植物苗圃正在加剧由气候驱动的入侵物种传播，而应对入侵物种是为气候变化做好准备的最佳方法之一。我们想知道的是，本地和非本地物种目前的移动速度有多快，以及它们还能走多远。"非本地物种（红色）比本地物种（蓝色）传播得快得多。虚线表示物种需要多快的移动速度才能跟上气候变化。资料来源：Bethany Bradley为了弄清物种移动的速度，布拉德利和她的同事们全面调查了大量以前发表的论文和公开的数据集，了解代表不同类群和不同生态系统的本地和非本地物种移动的距离和速度。这项调查的一个重要子集是汇编数据，显示人类是如何帮助加速非本地物种的传播的，这些数据可能是偶然的，比如当一个特定的物种发现自己被装在一个在各大洲之间旅行的集装箱里时，也可能是有意的，比如当园丁从苗圃里买来一种入侵的观赏植物并把它带回自己的家时。布拉德利及其同事得出的结论是，陆地物种（包括植物）若想在气候变化中保持领先，每年的移动速度必须超过 3.25 公里，而海洋物种则需要每年移动 2.75 公里。不幸的是，本地物种每年平均移动的距离只有 1.74 公里。然而，非本地物种每年以大约 35 公里的速度自行传播。如果考虑到人类在非本地物种传播中所起的作用，那么这个速度就会跃升到每年 1883 公里的天文数字比本地物种的传播速度快 1000 倍。布拉德利说："从根本上说，没有人类的帮助，本地物种是不可能跟上气候变化的步伐的。"在研究的第二部分，布拉德利和同事们希望了解在气候变暖的世界中，本地和非本地物种可能会传播多远，因为并不是每个生态系统都是合适的栖息地。虽然可供研究小组综合分析的案例较少，但他们的研究表明，非本地物种很可能比本地物种找到更多自己喜欢的领地。"然而，虽然这意味着非本地物种可能会随着气候变化获得更多领地，但这也意味着它们会失去更多领地，因为一些范围边缘变得越来越不适合它们"。那么，这对未来意味着什么呢？布拉德利说："很明显，人类非常善于迁移物种，而这正是非本地物种拥有的最大优势之一我们需要认真考虑并开始实施辅助迁移"刻意帮助本地物种迁移到更合适的地点这样我们的本地动植物才有机会"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

河马能以极快的速度腾空而起 而我们却刚刚才发现这一点

河马能以极快的速度腾空而起 而我们却刚刚才发现这一点 英国皇家兽医学院（RVC）的研究人员通过研究 32 只河马（两栖河马）的 169 步，填补了这一巨大的知识空白。他们发现，河马不仅几乎只小跑，不管速度如何，而且当它们把脚放在油门上时，它们也会腾空而起。最快的河马甚至能在空中停留约 15%的步幅，即 0.3 秒。虽然这在有蹄类动物（有蹄足的哺乳动物）（如马）中并不罕见，但它的体型却与其他动物不同；成年雄性河马的平均体重为 3260 磅（1500 千克）。对于一种长着短粗腿、形似木桶的动物来说，这实在是令人印象深刻。研究的主要作者、英国皇家维多利亚大学进化生物力学教授约翰-哈钦森（John Hutchinson）说："与河马一起工作很难，因为它们往往会粘在水里，而且很少接受动物园收藏的研究训练。它们也非常危险。这就是为什么在我们的研究之前，科学界对河马的运动方式知之甚少的部分原因。"我们为什么需要知道这些？了解更多有关动物步态的信息有助于野生动物护理人员从远处评估动物的健康状况当然，这也是您希望看到的，如果河马"小跑"着向您走来，中间还隔着一道很好的栅栏。它还揭示了蹄类动物的进化和运动多样性。虽然河马可能没有骏马奔腾时的优雅，但它们稳健、快速的步伐却颇为惹人喜爱，它们的速度可以达到 19 英里/小时（30 公里/小时）。不过，河马的汗水似乎也让它们疲惫不堪，上面视频中的河马身上闪烁着独特的粉红色汗珠。虽然研究人员无法收集速度数据或其他更复杂的生物计量数据，但这颠覆了之前关于河马步态的研究，之前的研究认为河马的运动方式更像大象。哈钦森说："我们很高兴能够提供第一份纯粹侧重于揭示河马如何行走和奔跑的研究报告。我们惊喜地发现河马在快速移动时是如何腾空而起的，这真的令人印象深刻！"河马当然是致命的动物，据说每年会杀死大约 500 人。然而，它们甚至没有进入最致命物种的前十名，排在第 13 位，仅次于淡水蜗牛（10,000）、狗（13,000），当然还有智人（546,000 ）。弗拉明戈陆地度假村的科学与保护官员基兰-霍利迪（Kieran Holliday）说："对我们工作的物种有更多的了解，只会帮助我们在未来改善对它们的照顾，而且这篇论文揭示了河马运动的新发现，可能会对更广泛的动物园饲养和围栏设计产生积极影响。"该研究发表在《PeerJ》杂志上。 ... PC版： 手机版：

大多数哺乳动物的雄性并不比雌性大

大多数哺乳动物的雄性并不比雌性大 但达尔文似乎错了。《自然-通讯》（Nature Communications）上发表的一项对 429 种哺乳动物的分析显示，只有 45% 的哺乳动物的雄性比雌性大。几乎同样数量的物种（39%）的性别大小基本相同。在 16% 的物种中，雌性比雄性大。这项研究的主要作者、普渡大学进化生物博士后卡亚-托姆巴克（Kaia Tombak）说："一直以来，人们都有一种非常强烈的惯性，那就是大男性叙事，但这种叙事只是基于达尔文的挥手声明，证据并不真正支持这种说法。这种说法长期存在，可能反映了西方社会的偏见，即倾向于从男性视角看待问题。"两只在肯尼亚平原上游荡的阿拉伯大羚羊。大多数牛科动物的雄性都比雌性大，但比萨大羚羊的体型差别不大，而且雌雄都有角。图片来源：Kaia Tombak在一次在线研讨会上，托姆巴克和其他一些研究人员开始讨论在雌雄体型相同的物种中，形成雌雄攻击性的因素。没有人知道答案，所以 Tombak 决定研究一下。但她很快意识到，她必须先解决另一个问题：缺乏可靠的数据，不知道究竟有多少物种的雌雄体型相同。她在纽约市立大学亨特学院担任博士后期间，开展了一项长达近三年的"COVID 激情项目"。Tombak 发现，过去大多数比较男女体型的研究都只考虑了男女的平均体重。然后，作者根据他们为确定是否存在差异而设定的临界值得出结论。"这太武断了，"Tombak 说。几乎所有这些论文都强化了达尔文的观点，即哺乳动物物种中雄性比雌性大。"托姆巴克和她的同事确实发现了一篇论文，其作者得出的结论明显与趋势相反：这是生物学家凯瑟琳-拉尔斯（Katherine Ralls）1976 年的一项研究。她研究了哺乳动物类群的体型模式，发现大多数物种并没有表现出极端的性别体型二形性，而且体型较大的雌性动物也出奇地常见。然而，她的发现经常被忽视或误解，托姆巴克说。"那时，关于雄性体型较大的说法已经流传了 100 年，所以一直延续了下来。"托姆巴克和她的同事们开始通过进行全面的文献回顾来填补空白，他们经常翻阅几十年前发表的"晦涩难懂"的论文，她说。他们不仅要寻找有关两性体型的平均值，还要测量围绕平均值的方差，以便应用统计检验来确定一个物种是否真的存在二态性。托姆巴克发现，过去有关这一主题的大多数研究也偏重于食肉动物、灵长类动物和有蹄类动物等有魅力的物种。为此，她和同事们对 16 个哺乳动物目中各占 5% 的物种进行了采样，每个目至少包含 10 个物种，从蝙蝠到啮齿动物不等。他们还对另外一个目，即包括鼹鼠、鼩鼱和刺猬在内的Eulipotyphla目中3.8%的物种进行了采样。研究结果表明，雄性和雌性体型相似的哺乳动物物种几乎和雄性体型较大的哺乳动物物种一样多。托姆巴克说，这一观察结果提出了一个问题：为什么会出现这种情况？20 世纪 70 年代，拉尔斯提出了"大母亲"假说，即体型较大的雌性可能更有能力培育出成功的后代。不过，这一观点仍有待探讨。斯德哥尔摩大学进化生物学家马林-阿-金（Malin Ah-King）没有参与这项研究，但可以肯定的是，新发现将影响"未来研究的方向，以及应该研究什么样的问题"。她说："对有关性别差异的普遍假设的质疑和重新评估是一个持续过程的一部分，我称之为'雌性转向'。人们对雌性的看法已经[改变]，而且仍在改变，不再是被动、腼腆和只与一只雄性交配，现在，在哺乳动物中，雌性一般比雄性小。" ... PC版： 手机版：

跨物种心脏研究为人类进化提供了新认识

跨物种心脏研究为人类进化提供了新认识 一项比较人类和类人猿心脏的研究显示，人类在进化过程中出现了重大的适应性变化，包括心脏肌肉更光滑、小梁更少，从而改善了心脏功能，以支持更高的代谢需求和有效的体温调节。来自斯旺西大学和 UBC Okanagan大学的一个国际研究小组通过研究人类和其他类人猿的心脏，对人类的进化有了新的认识。尽管有着共同的祖先，人类却发展出了更大的大脑和用两条腿走路或奔跑的能力，这些适应性很可能是为了长途旅行和狩猎而进化而来的。现在，通过发表在《通讯生物学》（Communications Biology）上的一项关于心脏形态和功能的新比较研究，研究人员相信他们已经发现了进化之谜的另一个部分。研究小组将人类心脏与进化近亲的心脏进行了比较，这些近亲包括非洲野生动物保护区和欧洲动物园中饲养的黑猩猩、猩猩、大猩猩和倭黑猩猩。在这些类人猿的常规兽医治疗过程中，研究小组使用超声心动图一种心脏超声波生成左心室的图像，左心室是心脏的腔室，负责将血液泵送到全身各处。在非人类类人猿的左心室内，肌肉束延伸到心腔内，称为小梁。黑猩猩母子的照片。图片来源：UBC 奥肯那根大学罗伯特-沙夫博士UBCO 健康与运动科学学院博士生布莱尼-库里（Bryony Curry）说："健康人的左心室相对平滑，主要是紧密的肌肉，而非人类类人猿的左心室则更多是网状结构。这种差异在心脏底部的顶点最为明显，我们发现非人类类人猿的心脏小梁大约是人类的四倍"。研究小组还利用斑点追踪超声心动图测量了心脏的运动和速度，这种成像技术可以追踪心肌收缩和放松时的形态。布莱尼说："我们发现，心脏小梁的程度与变形、旋转和扭转的程度有关。换句话说，人类的小梁最少，但我们观察到的心脏功能却相对较强。这一发现支持了我们的假设，即人类心脏的进化可能脱离了其他非人类类人猿的结构，以满足人类独特生态位的更高要求。"与其他类人猿相比，人类的大脑更大，体力活动更多，这也与新陈代谢需求更高有关，而新陈代谢需求更高要求心脏能向身体泵出更多的血液。同样，较高的血流量也有助于提高人类的降温能力，因为靠近皮肤的血管会扩张，表现为皮肤潮红，并将热量散失到空气中。斯旺西大学医学、健康与生命科学院高级讲师艾米-德兰（Aimee Drane）博士说："从进化的角度来看，我们的研究结果可能表明，人类心脏承受着选择性压力，以适应直立行走和管理热应力的需求。""目前尚不清楚的是，非人类类人猿的心脏小梁较多，是如何适应其生态位的。也许这是祖先心脏残留的结构，尽管在自然界中，形式往往服务于功能"。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：