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：

新研究表明“娃娃鱼”可能包括九个物种

新研究表明“娃娃鱼”可能包括九个物种 一项由英国和中国研究人员合作完成的新研究显示，被列入国际极度濒危物种的中国大鲵（俗称“娃娃鱼”）可能包括九个物种。 据新华社报道，中国大鲵曾被认为是分布在中国中部和南部的单一物种。然而，星期五（10月4日）发表在国际学术期刊《林奈学会进化学杂志》上的一项新研究中，英国伦敦动物学会与中国研究人员合作利用基因数据证实，中国大鲵实际上是由分布在不同河流系统中的多个独特物种组成。 虽然这些物种外表相似，但中国大鲵在基因上已经分化成至少七个物种，而大多数模型支持九个物种。 中国大鲵俗称“娃娃鱼”，身长可达1.8米左右，是世界现存最大的两栖动物，起源可追溯到侏罗纪时代，由于它们的外观在数百万年中始终保持不变，又被誉为“活化石”。 论文作者之一、英国伦敦动物园爬行类和两栖类馆长本·塔普利星期六（10月5日）接受采访时表示：“我们的研究显示，中国大鲵包括多达九个不同的物种，但只有四种被科学家命名，只有两种被世界自然保护联盟评估了保护状况，且均被列入极度濒危物种。其余物种也同样符合极危标准，这表明需要采取紧急行动，以确保相关保护法能够充分保护这些珍贵动物。” 塔普利说，中国大鲵在野外灭绝的可能性很高，必须通过各方合作来防止这些古老动物走向灭绝。-电报频道- #娟姐新闻:@juanjienews

研究发现气候变化对海洋生物的影响远超预期

研究发现气候变化对海洋生物的影响远超预期 红鳍柱颌针鱼（Strongylura notata）"躲藏"在加勒比海库拉索岛附近的海面下。资料来源：Juliette Jacquemont（该研究的共同作者）。领衔作者、荷兰皇家海洋研究所（NIOZ）的卡塔琳娜-阿尔特（Katharina Alter）解释了为什么对已发表的有关气候变化影响的研究结果进行总结和分析至关重要："为了更好地了解气候变化对全球的总体影响，海洋生物学家会计算气候变化对所有鱼类或所有无脊椎动物物种的影响。然而，在不同的单项研究中确定的影响可能会相互抵消：例如，如果蜗牛等无脊椎动物从某种环境变化中获益，而海胆等其他无脊椎动物则从中受损，那么尽管这两种动物群体都受到了影响，但无脊椎动物受到的总体影响却被认定为零"。事实上，由于气候变化，蜗牛吃得更多，而海胆吃得更少。这两种影响都很重要，甚至会产生连带效应：海胆的食物草皮藻会生长得更多，而腹足类的食物海带的生长则会减少。这两种无脊椎动物摄食量的不同导致生态系统从海带为主的生态系统转变为草皮藻为主的生态系统，从而改变了生活在这个生态系统中的所有其他动物的生存环境。"阿尔特博士与来自瓦赫宁根大学以及美国、法国、阿根廷、意大利和智利的其他12个研究机构的同事一起，开发出了新的研究方法，不再将看似矛盾的结果对立起来，而是利用这两种结果来确定气候变化对动物健康的影响。在使用这种方法之前，人们已经知道海洋变暖和海水酸性增强会在三个方面对鱼类和无脊椎动物产生负面影响：它们的生存机会减少，新陈代谢加快，无脊椎动物的骨骼变弱。利用这种新方法，国际海洋研究小组发现，气候变化对鱼类和无脊椎动物的其他重要生物反应产生了负面影响：生理、繁殖、行为和身体发育。阿尔特"因为这可能会导致影响海洋生态系统结构的生态转变，我们的研究结果表明，气候变化的影响可能会比之前想象的更大"。几十年来，空气中二氧化碳含量的增加导致海水温度升高、酸性增强，预计未来这一趋势还将继续。然而，其速度和程度尚不可知。阿尔特和她的同事们计算了三种预计的二氧化碳增加情景的后果，因此也计算了海洋变暖和海洋酸化的后果：极端增加、以目前速度适度增加以及由于可能采取的措施减缓增加。阿尔特介绍说："我们的新方法表明，如果海洋变暖和酸化继续按照目前的轨迹发展，鱼类和无脊椎动物物种中高达100%的生物过程都将受到影响，而之前的研究方法分别只发现了所有过程中约20%和25%的变化。"此外，研究还表明，减缓大气中二氧化碳含量的措施将有助于减少生物过程的变化：在低二氧化碳情况下，无脊椎动物中50%的反应和鱼类中30%的反应将受到影响。阿尔特认为，新方法的最大好处是，人们可以更详细地了解气候变化对物种的影响。"新的计算方法权衡了与当前状态的显著偏差，无论其方向如何是有利还是有害都将其视为海水变暖和酸化的影响。有了我们的新方法，您就可以纳入最广泛的测量反应，并发现传统方法中被掩盖的影响。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

中国科学家发现东亚地区向智人演化的最早古人类

中国科学家发现东亚地区向智人演化的最早古人类 中国科学家在安徽省池州市华龙洞遗址发现东亚地区向智人演化的最早古人类。 据新华社报道，2024华龙洞遗址学术研讨会在安徽省池州市东至县举行，研讨会成果星期天（12月8日）发布。 科学家确认，华龙洞人是迄今东亚地区呈现出智人（现代人）特征最多、年代最早的从古老型人类向智人过渡的古人类。 华龙洞遗址所在的东至县尧渡镇汪村村，位于长江南岸。 2013年以来，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和安徽省文物考古研究所、东至县文化和旅游局等组成联合考古发掘队，进行了多次系统发掘，累计发现约20个个体的古人类群体（包括一例较为完整的古人类头骨）、400余件古人类制作使用的石制品和大量具有人工切割、砍砸痕迹的骨片，以及超过80种脊椎动物化石。 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员吴秀杰介绍，2015年发现的这例较为完整的古人类头骨，极为罕见，称之为华龙洞人（也称东至人）。华龙洞遗址是继北京周口店遗址之后，在中国发现的同时包含有丰富人类化石、大量石制品及哺乳动物化石的重要古人类遗址，为探讨东亚地区现代人起源提供了重要研究材料。-电报频道- #娟姐新闻:@juanjienews

有腿的鱼？3.75亿年前的鱼化石揭开了进化的秘密

有腿的鱼？3.75亿年前的鱼化石揭开了进化的秘密 3.75 亿年前的化石鱼 Tiktaalik roseae 的新骨骼重建图。在一项新的研究中，研究人员利用微型计算机断层扫描（Micro-CT）技术揭示了这种鱼以前隐藏在岩石下的脊椎骨和肋骨。新的重建显示，这种鱼的肋骨很可能连接到骨盆上，这种创新被认为是支撑身体和最终进化出行走的关键。资料来源：宾夕法尼亚州立大学托马斯-斯图尔特包括宾夕法尼亚州立大学生物学家在内的一个研究小组完成了对距今 3.75 亿年的化石鱼 Tiktaalik 的骨骼的新重建，Tiktaalik 是有肢脊椎动物的近亲之一。新的重建结果表明，这种鱼的肋骨很可能与骨盆相连，这种创新被认为是支撑身体和最终进化出行走的关键。4 月 2 日，《美国国家科学院院刊》发表了一篇论文，介绍了利用微型计算机断层扫描技术（micro-CT）扫描化石并揭示出以前隐藏在岩石下的鱼类脊椎骨和肋骨的新重建方法。宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院生物学助理教授、研究小组负责人之一汤姆-斯图尔特（Tom Stewart）说："Tiktaalik于2004年被发现，但其骨骼的关键部分尚不为人知。这些新的高分辨率微CT扫描向我们展示了Tiktaalik的脊椎骨和肋骨，使我们能够全面重建它的骨骼，这对于了解它是如何在世界上移动的至关重要"。大多数鱼类的脊椎骨和肋骨在躯干的长度上是相同的，而有肢脊椎动物的轴向骨骼则不同，从头部到尾部，脊椎骨和肋骨的差异很大。这种区域化的进化使得脊椎动物能够发挥特殊的功能，其中之一就是骶骨区的肋骨与骨盆之间的机械连接，从而使后肢能够支撑身体。鱼类的骨盆鳍在进化过程中与四足动物（包括人类在内的四肢脊椎动物）的后肢有关。在鱼类中，骨盆鳍和骨盆腰的骨骼相对较小，可以在体内自由浮动。研究人员解释说，在步行的进化过程中，后肢和骨盆变得大得多，并与脊椎骨形成连接，以此来支撑与支撑身体有关的力量。斯图尔特说："Tiktaalik之所以引人注目，是因为它让我们看到了这一重大的进化转变。在它的整个骨骼中，我们看到了鱼类和水中生活的典型特征与陆栖动物特征的结合。"最初对 Tiktaalik 的描述主要集中在骨骼的前部。化石经过精心制作，去除周围的岩石基质，露出头骨、肩带和胸鳍。这一区域的肋骨较大且膨胀，表明它们可能以某种方式支撑着身体，但尚不清楚它们的具体功能。2014 年，在与骨架其他部分相同的位置发现了该鱼的骨盆，也对基质进行了清理和描述。斯图尔特说："从过去的研究中，我们知道骨盆很大，而且我们感觉后鳍也很大，但直到现在，我们还无法说明骨盆是否或如何与轴骨架相互作用。这次重建首次展示了这一切是如何结合在一起的，并为我们提供了关于行走最初可能是如何进化的线索。"研究人员解释说，与我们的髋部不同，我们的骨骼紧紧地贴在一起，而提克塔利克的骨盆和轴骨架之间的连接很可能是由韧带构成的软组织连接。"而Tiktaalik有专门的肋骨，这些肋骨通过韧带与骨盆相连。这真的令人吃惊。这种生物有如此多的特征一对大的后附肢、大骨盆、骨盆和轴骨架之间的连接这些都是步行起源的关键。虽然 Tiktaalik 可能不是在陆地上行走，但它肯定在做一些新的事情。这是一种可以用后鳍支撑自己并推动自己的鱼"。新的骨骼重建还揭示了Tiktaalik鱼头部活动的特殊性，以及该鱼骨盆鳍解剖的新细节。芝加哥大学罗伯特-R-本斯利生物和解剖学杰出服务教授尼尔-舒宾（Neil Shubin）是论文的作者之一，他说："能看到如此生动的Tiktaalik骨骼细节令人难以置信。这项研究为探索 3.75 亿年前这种动物如何活动并与环境互动奠定了基础。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

紫外光影像揭示了从鳞片到羽毛的进化过程 曾经与玻璃的主要物质相同

紫外光影像揭示了从鳞片到羽毛的进化过程 曾经与玻璃的主要物质相同 被研究的恐龙标本 NJUES-10 在自然光（上半部分）和紫外光（下半部分）下显示出化石皮肤的橙黄色荧光。资料来源：杨子晓博士研究人员在恐龙皮肤中发现了"分区发育"现象，即爬行动物式的鳞片区和鸟类式的带羽毛的皮肤区新发现的恐龙皮肤化石由二氧化硅组成与玻璃的主要物质相同这一发现揭示了从鳞片到羽毛的进化过程爱尔兰的古生物学家发现了某些长有羽毛的恐龙拥有像今天的爬行动物一样的鳞片状皮肤的证据，这为人们了解从鳞片到羽毛的进化转变提供了新的视角。在研究中，科学家们检查了新发现的带羽毛恐龙鹦鹉嘴龙标本，其年代可追溯到白垩纪早期（1.35-1.2 亿年前）恐龙进化为鸟类的关键时期。这项研究首次揭示了鹦鹉嘴龙身上没有羽毛覆盖的区域的皮肤与现代爬行动物的皮肤相似。这项研究发表在今天（5月21日）出版的《自然通讯》（Nature Communications）上，由科克大学学院（UCC）生物、地球和环境科学学院的古生物学家杨紫晓博士和玛丽亚-麦克纳马拉教授领导，他们与中国南京大学的科学家合作完成。电子显微镜下的化石皮肤，显示矿化细胞层研究小组利用紫外线（UV）来识别保存下来的皮肤斑块，这些斑块在自然光下是看不到的。利用 X 射线和红外线对化石皮肤的进一步研究揭示了保存下来的细胞结构的壮观细节。杨博士说："这块化石确实是一块隐藏的宝石。肉眼无法看到化石的皮肤，2021 年标本捐献给南京大学时，它也一直隐藏着。只有在紫外线的照射下，化石的皮肤才会呈现出醒目的橙黄色。真正令人惊讶的是化石表皮的化学成分。它的成分是二氧化硅与玻璃相同。脊椎动物化石中从未发现过这种保存方式。可能还有更多隐藏着软组织的化石等待发现"。科克大学学院（University College Cork）研究人员发现，一些长有羽毛的恐龙拥有像今天的爬行动物一样的鳞片状皮肤，从而为从鳞片到羽毛的进化过渡提供了新的线索。图片来源：Ruben Tapia/UCC TV然而，这一发现最令人兴奋的地方在于它告诉了我们恐龙羽毛的进化过程。该研究的资深作者麦克纳马拉教授说："从爬行动物的鳞片进化出羽毛是脊椎动物进化过程中最深远但却鲜为人知的事件之一。虽然人们已经研究了大量羽毛化石，但皮肤化石却更为罕见。我们的发现表明，类似鸟类的柔软皮肤最初只在身体有羽毛的部位发育，而其他部位的皮肤仍然是鳞片状的，就像现代爬行动物一样。这种分区发育可以保持皮肤的基本功能，如防止磨损、脱水和寄生虫。因此，第一种尝试羽毛的恐龙可以存活下来，并将羽毛的基因传给后代"。鹦鹉嘴龙标本 NJUES-10 目前收藏在南京大学。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：