科学家发现某些雌性鲸鱼可以多活40年的奥秘

科学家发现某些雌性鲸鱼可以多活40年的奥秘 新的研究表明，某些鲸鱼物种中的雌性鲸鱼在进化过程中，为了照顾家人，寿命明显延长。这项研究的重点是五种鲸鱼，它们与人类一样，是已知的唯一会经历更年期的哺乳动物。研究结果表明，这些经历更年期的雌性鲸鱼比其他体型相似的雌性鲸鱼多活大约 40 年。通过延长寿命而不延长"生殖寿命"（繁殖年限），这些雌性鲸鱼有更多的年限来帮助它们的子孙，而不会因为同时繁殖和抚养幼崽而增加与女儿竞争的"重叠期"。这项新研究表明，尽管鲸鱼和人类在进化过程中相隔了 9000 万年，但它们的生活史却非常相似，都是独立进化而来的。这项研究由埃克塞特大学、约克大学和鲸鱼研究中心共同完成。繁殖后的虎鲸妈妈（K14）带领着她的小儿子（K42）和成年儿子（K26）。资料来源：David Ellifrit，鲸鱼研究中心。参考许可证 NMFS-27038研究起源和进化启示埃克塞特大学（University of Exeter）的萨姆-埃利斯（Sam Ellis）博士说："进化过程有利于动物将其基因传给后代的特征和行为。雌性动物要做到这一点，最明显的方法就是在整个生命周期内繁殖几乎所有动物物种都是这样。哺乳动物有 5000 多种，已知只有六种会绝经。那么问题来了：更年期是如何进化来的？我们的研究为这个引人入胜的谜题提供了一些答案。"已知有五种齿鲸存在更年期：短鳍领航鲸、伪虎鲸、虎鲸、独角鲸和白鲸。这五种鲸鱼的雌性寿命比其他同类的雌性寿命长，而且比同类的雄性寿命长。例如，雌性虎鲸可以活到 80 多岁，而雄性虎鲸通常在 40 多岁时就已经死亡。更年期的进化条件埃克塞特大学教授、鲸鱼研究中心执行主任达伦-克罗夫特（Darren Croft）说："更年期的进化和漫长的生殖后生活只能在非常特殊的情况下发生。其次，雌性鲸鱼必须有机会提供帮助，以提高其家族的生存机会。例如，众所周知，雌性齿鲸会分享食物，并在食物短缺时利用自己的知识引导群体寻找食物"。繁殖后的母亲（L5）和儿子。资料来源：David Ellifrit，鲸鱼研究中心。参考许可证 NMFS-27038约克大学的丹-弗兰克斯教授说："以前关于更年期进化的研究往往集中在单一物种上，通常是人类或虎鲸。最近在多个物种的齿鲸中发现了更年期，因此这项研究是首次跨越多个物种的研究。我们的研究提供了证据，证明更年期是通过延长雌性生殖年限而进化而来，而不是因为生殖年限缩短。这是人类学长期以来一直提出的问题，但只有通过比较研究才能直接回答这个问题"。在谈到与人类更年期进化的相似之处时，克罗夫特教授补充说："我们与一个在分类学上与我们如此不同的群体有着共同的生命史，这真是令人着迷。尽管存在这些差异，但我们的研究结果表明，人类和齿鲸表现出趋同的生活史就像人类一样，齿鲸的更年期也是通过选择进化而来，以增加总寿命，而不同时延长其生殖寿命"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现世界上最大海龟的秘密觅食天堂

科学家发现世界上最大海龟的秘密觅食天堂 棱皮龟是现存海龟中体型最大的一种，它们会进行长达数年的大规模迁徙。这些海龟从温暖的亚热带和热带筑巢地迁徙到较凉爽的温带地区觅食。即使经过多年的追踪，有关知识仍然存在差距，特别是关于它们的迁徙路径和某些地区的觅食地，如大西洋西北部。美国的一个研究小组利用更先进的新追踪技术，确定了棱皮龟在美国东海岸的洄游走廊和潜在的觅食区。研究结果发表在《海洋科学前沿》（Frontiers in Marine Science）上。迈阿密大学博士后研究员米切尔-瑞德（Mitchell Rider）博士说："通过移动行为模型，我们发现沿美国东海岸迁徙的棱皮龟在南大西洋海湾（SAB）（即从北卡罗来纳州到佛罗里达礁岛群上游的沿海地区）、大西洋中部海湾（MAB）（即从马萨诸塞州到北卡罗来纳州的沿海地区）和新英格兰南部（SNE）的特定区域表现出推断的觅食行为。看来，MAB 可能是棱皮龟的重要觅食地。"发现新的觅食地点为了跟踪这些海龟，研究人员给两组棱皮龟固定了卫星发射器。第一组于夏季在马萨诸塞州附近海域进行标记，第二组于春季在北卡罗来纳州附近海域进行标记。马萨诸塞州附近是一个已知的觅食区，棱皮龟觅食后会从这里向北迁移。在那里对它们进行追踪，使研究人员能够确定大陆架沿线的次级觅食和越冬区域。通过跟踪在北卡罗来纳州附近捕获的海龟，研究人员能够评估迁徙路线上的潜水和移动行为，并确定后续觅食区域。在 2017 年至 2022 年期间，成功追踪了 52 只棱皮龟，追踪时间从 15 天到 302 天不等。研究人员的发现表明，除了新南威尔士和新斯科舍的已知觅食区外，棱皮龟还将新南威尔士、人与生物圈和新斯科舍人与生物圈地区作为迁徙走廊和觅食区。"两组棱皮龟都大量使用人与生物圈是我们研究的最重要发现。高使用率的主要特征是推断出的觅食行为，"Rider 说。"迄今为止，已有多项研究对棱皮龟进入这一区域进行了追踪，但我们是第一个在此基础上更进一步，对与它们的运动模式相关的行为进行描述的研究。"保护知识研究人员说，对西北大西洋大陆架觅食区域和棱皮龟移动生态学的新认识很可能为今后在人与生物圈和南大西洋生物圈研究棱皮龟的工作打开新的大门。里德解释说："既然我们已经了解了觅食的主要热点地区，我们就需要通过采用能够进行直接观察的方法，将注意力集中到这些特定地区。为此，我们需要实施更多的现场研究方式，例如动物携带的视频监控。"研究人员说，尽管他们现在对棱皮龟的活动和觅食有了更深入的了解，但仍有许多工作要做。这包括研究棱皮龟在南大西洋海域的活动，因为该地区似乎是棱皮龟越冬、春季筑巢和夏季觅食的地方。研究人员说，他们的发现对保护濒危物种也很重要。棱皮龟很容易被渔船意外捕获或撞击。新发现可用于突出重点保护区域，帮助防止这些事故的发生。此外，人与生物圈和新英格兰南部将有大量的海上风电场开发，保护主义者可以利用这些知识帮助减轻对濒危海龟的影响。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：

科学家发现婴儿大脑与人工智能模型惊人相似

科学家发现婴儿大脑与人工智能模型惊人相似 与许多动物相比，人类在出生后很长一段时间内都是无助的。许多动物，如马和鸡，出生当天就能行走。这种漫长的无助期使人类婴儿处于危险之中，也给父母带来了巨大的负担，但令人惊讶的是，这种无助期却经受住了进化的压力。跨物种研究的启示"自 20 世纪 60 年代起，科学家们就认为人类婴儿表现出的无助感是由于出生时的限制造成的。他们认为，人类婴儿头大，必须早产，导致大脑发育不成熟，无助期长达一岁。"认知神经科学教授、论文第一作者罗德里-库萨克（Rhodri Cusack）教授解释说。研究团队由库萨克教授、美国奥本大学克里斯蒂娜-查韦特教授和 DeepMind 高级人工智能研究员 Marc'Aurelio Ranzato 博士组成，库萨克教授利用神经成像技术测量婴儿大脑和心智的发育情况；克里斯蒂娜-查韦特教授负责比较不同物种的大脑发育情况；DeepMind 高级人工智能研究员 Marc'Aurelio Ranzato 博士负责比较不同物种的大脑发育情况。"我们的研究比较了不同动物物种的大脑发育情况。它借鉴了一个长期项目时间转换"（Translating Time），该项目将不同物种的相应年龄等同起来，从而确定人类大脑在出生时比许多其他物种更加成熟。"研究人员利用脑成像技术发现，人类婴儿大脑中的许多系统已经开始运作，并能处理来自感官的丰富信息流。这与人们长期以来认为婴儿大脑的许多系统尚未发育成熟，无法发挥作用的观点相矛盾。研究小组随后将人类的学习与最新的机器学习模型进行了比较，在后者中，深度神经网络受益于"无助"的预训练期。在过去，人工智能模型是直接根据所需的任务进行训练的，例如训练自动驾驶汽车识别它们在道路上看到的东西。但现在，模型最初都是经过预先训练，以便在海量数据中发现模式，而不执行任何重要任务。由此产生的基础模型随后用于学习特定任务。研究发现，这种方法最终会加快新任务的学习速度，并提高性能。对未来人工智能发展的影响"我们提出，人类婴儿也同样利用婴儿期的'无助'期进行预训练，学习强大的基础模型，并在以后的生活中以高性能和快速泛化来支撑认知。这与近年来在生成式人工智能领域取得重大突破的强大机器学习模型非常相似，例如OpenAI的ChatGPT或Google的Gemini，"库萨克教授解释道。研究人员表示，未来对婴儿学习方式的研究很可能会启发下一代人工智能模型。"虽然人工智能取得了重大突破，但基础模型比婴儿消耗大量能源，需要的数据也多得多。了解婴儿是如何学习的，可能会对下一代人工智能模型有所启发。"他最后说："下一步的研究将是直接比较大脑和人工智能的学习情况。"编译自/scitechdailyDOI: 10.1016/j.tics.2024.05.001 ... PC版： 手机版：

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：

科学家发现普通细菌的嗜血行为

科学家发现普通细菌的嗜血行为 这一研究成果发表在《eLife》杂志上，为了解血流感染的发生过程和潜在治疗方法提供了新的视角。华盛顿州立大学研究员阿登-贝林克（Arden Baylink）拿着一个装有沙门氏菌的培养皿。贝林克和博士生西耶娜-格伦（Siena Glenn）发表的研究表明，世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉血清（人体血液的液体部分），血清中含有细菌可以用作食物的营养物质。图片来源：华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren细菌研究与实验"感染血液的细菌可能是致命的，"该研究的通讯作者、西悉尼大学兽医学院教授阿登-贝林克（Arden Baylink）说。"我们了解到，一些最常引起血液感染的细菌实际上能感知人体血液中的一种化学物质，并向它游去"。贝林克和这项研究的第一作者、西悉尼大学博士生西耶娜-格伦发现，至少有三种细菌，即肠炎沙门氏菌、大肠埃希氏菌和柯氏柠檬杆菌会被人体血清吸引。这些细菌是导致炎症性肠病（IBD）患者（约占总人口的 1%）死亡的主要原因。这些患者通常会有肠道出血，这可能是细菌进入血液的入口。华盛顿州立大学博士生西耶娜-格伦（Siena Glenn）使用高倍显微镜。格伦与助理教授阿登-贝林克（Arden Baylink）及其同事合作发表的研究表明，世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉人体血液中的液体部分血清。图片来源：华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren研究人员利用贝林克公司设计的一种名为"化学感知注射钻机测定法"的高倍显微镜系统，通过注射微量人体血清模拟肠道出血，观察细菌向出血源移动的过程。这种反应非常迅速致病细菌只需不到一分钟的时间就能找到血清。新疗法的潜力作为研究的一部分，研究人员确定沙门氏菌有一种名为 Tsr 的特殊蛋白质受体，能让细菌感知并游向血清。利用一种叫做蛋白质晶体学的技术，他们能够看到这种蛋白质与丝氨酸相互作用的原子。科学家们认为，丝氨酸是细菌能够感知并消耗的血液中的化学物质之一。格伦说："通过了解这些细菌是如何检测血液来源的，我们将来可以开发出阻断这种能力的新药。这些药物可以改善高血液感染风险的 IBD 患者的生活和健康状况。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：