科学家揭开珊瑚发生同步产卵现象的关键因素

科学家揭开珊瑚发生同步产卵现象的关键因素 用于装饰和研究的珊瑚珊瑚生物学与繁殖鉴于珊瑚的分支形状或挥舞的卷须,你会把它们想象成海洋中的树木。但实际上,它们是由小海葵组成的群落,其中一些形成了坚固的结构,这通常就是我们在珊瑚礁中看到的熟悉形状。由于它们不是植物,因此不使用种子繁殖,而是像动物一样用卵子和精子繁殖。不过,它们的繁殖方式很神秘,也很少见。产卵前的 Acropora 珊瑚。图片来源:©2024 Maruyama Lab珊瑚产卵事件的启示东京大学综合生物科学系副教授丸山伸一郎说:"珊瑚集体产卵是指珊瑚在满月后的几天内同步释放卵子和精子,这是世界上最壮观的繁殖活动之一。然而,尽管进行了几十年的研究,同步产卵的环境驱动因素仍不清楚。珊瑚产卵的数据非常稀少,通常每年只有一次。将如此稀少的数据放入一个能够解释整体产卵模式的模型中一直是不可能的,但我们终于找到了一种可行的方法。"珊瑚产卵研究面临的挑战直接在珊瑚的自然栖息地研究珊瑚产卵在理论上是可行的,但在实践中却极具挑战性。研究人员需要在珊瑚床周围安装各种类型的坚固环境传感器,并每天潜水进行观察。这既昂贵又不切实际,而且风险很大,尤其是在夜间和恶劣天气下。Maruyama和他的团队寻求另一种方案,并找到了水族馆的形式,特别是冲绳 Churaumi 水族馆。产卵后的 Acropora 珊瑚。图片来源:©2024 Maruyama Lab来自水族馆的宝贵数据Maruyama 说:"冲绳 Churaumi 水族馆保存了 Acropora 珊瑚(一种常见于日本最南端冲绳县的造礁珊瑚)15 年的珊瑚产卵记录,但这些数据以前从未被用于此类研究。通过收集、解释和查询这些数据,我们发现珊瑚利用降雨、太阳辐射和水温等多种环境输入来调整产卵时间,并使之同步,以达到产卵高峰期。水温似乎是决定每年机会窗口的主要触发因素"。未来研究与应用这项研究具有潜在的应用价值,如更准确地预测珊瑚产卵和评估可能影响珊瑚繁殖的环境变化。了解珊瑚的繁殖活动对于维护珊瑚礁生态系统和保护相关海洋生物至关重要。但是,既然水族馆可以提供研究人员通过实验和观察难以获得的珍贵数据,为什么以前没有进行过这方面的探索呢?"水族馆是研究资源的宝库,拥有大量未经开发的宝贵数据。另一方面,一些科学家倾向于认为水族馆不能真正反映自然,也不像实验室那样井井有条。我们对这种认识上的差距以及那些被隐藏、被忽视、有时甚至被忽视的可能性感到着迷。在这里,我们分析了过去的数据,建立了一个符合这些数据的模型。下一步,我们计划制作一个数学模型,以预测未来自然界中的产卵事件。" ... PC版: 手机版:

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资源:《建造水族馆,繁殖鱼类,拓展你的业务!》 简介:这是一款模拟经营水族馆的游戏,玩家负责建造水族馆,挑选各类鱼类进行繁殖,装饰水族馆吸引游客,通过合理经营提升水族馆知名度和收益,打造梦幻的水族馆世界 标签: #建造水族馆 #模拟经营 #鱼类繁殖 #水族馆经营 文件大小 NG 链接:https://pan.quark.cn/s/7220ad15d5a2

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科学家发现现存已知最古老的海洋植物 通过无性繁殖活跃了1400多年

科学家发现现存已知最古老的海洋植物 通过无性繁殖活跃了1400多年 这种创新的基因时钟检测法有可能被广泛应用于各种物种,包括珊瑚、藻类以及芦苇和覆盆子等陆生植物。他们的研究结果发表在《自然生态与进化》杂志上。基尔亥姆霍兹海洋研究中心(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel)海洋生态学教授、研究负责人托斯滕-罗伊施博士(Thorsten Reusch)解释说:"无性繁殖作为一种替代性繁殖模式,在动物界、真菌界和植物界都很普遍。这些所谓的克隆物种通过分枝或出芽的方式产生基因相似的后代,其大小往往达到一个足球场或更大。不过,这些后代的基因并不完全相同。"GEOMAR 研究人员领导的研究小组之前的工作已经表明,体细胞突变会在无性繁殖后代中积累,这一过程与癌症类似。现在,Reusch 教授、Benjamin Werner 博士(伦敦玛丽女王大学)和 Iliana Baums 教授(奥尔登堡大学亥姆霍兹海洋生物功能多样性研究所)领导的研究小组利用这种突变积累过程开发出了一种新型分子钟,可以高精度地确定任何克隆的年龄。基尔大学的研究人员在罗伊施教授的领导下,将这一新颖的时钟应用于从太平洋到大西洋和地中海广泛分布的海草 Zostera marina(大叶藻)的全球数据集。特别是在北欧,研究小组发现克隆体的年龄可达数百年,与大橡树的年龄相当。最老的种群来自波罗的海,已有1402岁。尽管环境恶劣且多变,但这一无性繁殖出来的个体还是达到了如此高的年龄。波罗的海的海草种群,这不是一个生物种群,而是无性繁殖形成的。图片来源:Pekka Tuuri这些对克隆物种的新年龄和寿命估计填补了一个重要的知识空白。特别是在海洋生境中,珊瑚和海草等许多基本生境形成物种可以进行无性繁殖,它们的克隆体可以变得非常大。从母体克隆中不断产生基因相同但物理上分离的小芽或片段,意味着这些物种的年龄和大小是不相关的。现在,这项新研究提供了一种工具,可以对这些克隆进行高精度的日期测定。托尔斯滕-罗伊施说:"这些数据反过来又是解决保护遗传学中一个长期存在的难题的先决条件,即为什么如此大的克隆能够在多变和动态的环境中持续存在。"一旦获得高质量的鳗草基因组信息,工作就可以开始了。这项研究的另一个关键因素是,加州大学戴维斯分校(UC Davis)的同事在他们的培养槽中保存了一个海草克隆长达 17 年之久,作为一个校准点。"这篇论文展示了癌症进化生物学家和海洋生态学家之间的跨学科互动如何能够带来新的见解,"昆士兰大学数学与癌症进化讲师本杰明-维尔纳(Benjamin Werner)博士说,他主要研究肿瘤的体细胞进化,而肿瘤也是克隆发育的。HIFMB 分子生态学家 Iliana Baums 教授补充说:"我们现在可以将这些工具应用于濒危珊瑚,以制定更有效的保护措施,我们迫切需要这些措施,因为前所未有的热浪威胁着珊瑚礁。"托尔斯滕-罗伊施说:"我们预计,延伸超过十公里的其他海草物种及其Posidonia属的克隆体将显示出更高的年龄,从而成为地球上迄今为止最古老的生物。这些将是下一个研究对象。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家发现长颈鹿长脖子背后的意外驱动因素

科学家发现长颈鹿长脖子背后的意外驱动因素 这项研究探讨了野生长颈鹿和圈养长颈鹿的身体比例,论文发表在最近出版的《哺乳动物生物学》杂志上。研究小组说,研究结果表明,脖子的长度可能是雌性长颈鹿深入树丛觅食难以触及的树叶的结果。进化理论与观察让-巴蒂斯特-拉马克和查尔斯-达尔文在他们的经典进化理论中都提出,长颈鹿长脖子的进化是为了帮助它们够到树上高处的叶子,避免与其他食草动物竞争。然而,最近一种被称为"性颈"的假说认为,长颈的进化是由雄性长颈鹿之间的竞争驱动的。也就是说,脖子更长的雄性可能在竞争中更成功,从而繁衍后代,并将自己的基因传给后代。这项研究的第一作者、宾夕法尼亚州立大学生物系教授道格-卡弗纳(Doug Cavener)说:"'颈部性别假说'预测雄性动物的颈部会比雌性动物长。从技术上讲,它们的脖子确实更长,但雄性的一切都更长;它们比雌性大 30% 到 40%。在这项研究中,我们分析了数百张野生和圈养的马赛长颈鹿的照片,以调查每个物种的相对身体比例,以及它们在长颈鹿成长和成熟过程中可能发生的变化"。虽然雄性和雌性长颈鹿出生时的身体比例相同,但它们在性成熟时却有很大不同。与雄性长颈鹿相比,雌性长颈鹿的脖子更长,身体更长,这可能有助于觅食和养育孩子;而雄性长颈鹿的脖子更宽,前腿更长,这可能有助于在与其他雄性长颈鹿的搏斗中获胜,并有助于交配。资料来源:宾夕法尼亚州立大学研究人员从可公开访问的照片库 Flickr 和 SmugMug 收集了数千张圈养马赛长颈鹿的照片,以及他们在过去十年中拍摄的野生成年动物的照片。由于在没有已知长度参照点的情况下,很难通过照片确定绝对的测量值,例如整体高度,因此研究人员转而关注相对于彼此的测量值或身体比例例如,颈部长度相对于动物整体高度的比例。他们的分析仅限于符合严格标准的图像,例如只使用与相机垂直的长颈鹿图像,这样他们就能始终如一地进行各种测量。卡文纳说:"我们可以通过长颈鹿独特的斑点图案来识别长颈鹿个体。在动物园和水族馆协会的帮助下,我们还掌握了北美动物园和野生动物园中所有马赛长颈鹿的完整血统或家谱,以及它们的出生日期和转移历史。因此,通过仔细考虑这些信息、照片拍摄时间和动物的大致年龄,我们几乎可以识别出每张圈养长颈鹿照片中的具体个体。这些信息对于了解雄性和雌性长颈鹿何时开始表现出体型差异以及它们的生长是否不同至关重要。"出生时,雄性和雌性长颈鹿的身体比例相同。研究人员发现,虽然雄性长颈鹿在第一年通常长得更快,但在它们三岁左右开始研究性成熟之前,身体比例并没有明显差异。由于身体比例在生命早期就会发生变化,因此研究小组将他们对野生动物的研究仅限于完全成年的动物这些动物的年龄大多未知。在成年长颈鹿身上,研究人员发现,雌性长颈鹿的脖子和躯干(即身体的主要部分,不包括腿部或颈部和头部)按比例较长。而成年雄性长颈鹿的前肢更长,脖子更宽。这种模式在圈养长颈鹿和野生长颈鹿中都是一样的。卡文纳说:"我们经常看到长颈鹿,尤其是雌性长颈鹿不是伸长脖子去吃最高树枝上的叶子,而是伸到树的深处。长颈鹿很挑食它们只吃少数树种的叶子,较长的脖子使它们能够伸到树的深处,吃到别人吃不到的叶子。一旦雌性长颈鹿长到四五岁,它们几乎总是在怀孕和哺乳,因此我们认为雌性长颈鹿对营养需求的增加推动了长颈鹿长脖子的进化。"研究人员指出,性选择雄性之间的竞争或雌性对体型较大的配偶的偏好很可能是造成雄性与雌性之间总体体型差异的原因,这与许多其他大型有蹄类哺乳动物的情况一样,这些哺乳动物都是一夫多妻制,即一只雄性与许多雌性交配。他们认为,在长颈进化之后,性选择包括雄性的推体和拼颈行为可能促成了雄性更宽的脖子。此外,雄性更长的前腿可能有助于交配,研究人员说,交配是一件短暂而具有挑战性的事情,很少有人观察到。卡文纳说:"有趣的是,长颈鹿是少数几种身高测量到头顶的动物之一,就像人类一样,而不是像马和其他牲畜那样测量到腰部背部最高的部位。雌性长颈鹿的轴向骨骼颈部和躯干更长按比例来说更长,外观上也更倾斜,而雄性长颈鹿则更垂直。"研究小组还利用遗传学来确定野生长颈鹿群体中的关系,以便更好地了解哪些雄性长颈鹿能够成功繁殖。其目的是进一步揭示配偶选择和性选择,并为这一濒危物种的保护工作提供指导。"如果正如我们所猜测的那样,雌性觅食是这一标志性特征的驱动因素,那么这确实凸显了保护它们日益减少的栖息地的重要性,"卡弗纳说。"马赛长颈鹿的数量在过去 30 年里迅速减少,部分原因是栖息地丧失和偷猎,我们必须了解其生态学和遗传学的关键方面,以便制定最有效的保护策略来拯救这些长相雄伟的动物。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家揭开格陵兰接地带融化之谜

科学家揭开格陵兰接地带融化之谜 彼得曼冰川排水量约占格陵兰冰原的 4%,它正无情地向北冰洋移动。一项新的观测和建模研究表明,冰川比以前想象的更容易受到温暖海水侵入其底部的影响,从而导致加速融化,并增加未来海平面上升的潜在严重性。图片来源:Eric Rignot / UCI在最近发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文中,由加州大学洛杉矶分校领导的研究小组利用欧洲多项卫星任务提供的雷达干涉测量数据绘制了彼得曼冰川的潮汐运动图,并利用麻省理工学院的通用计算模型估算了气候变化对冰川、海水和陆地等复杂环境的影响。冰川与海洋相互作用认识的进展"卫星数据显示,随着潮汐的变化,冰川会移动几公里(或几千英尺),"第一作者、加州大学洛杉矶分校地球系统科学博士候选人拉特纳卡尔-加迪(Ratnakar Gadi)说。"通过将这种迁移计入麻省理工学院的海洋数值模型,我们能够估算出 2000 年到 2020 年间冰层大约会变薄 140 米(460 英尺)。平均而言,融化速度从 20 世纪 90 年代的每年约 3 米增加到 2020 年代的每年 10 米。"该论文的资深合著者、加州大学洛杉矶分校地球系统科学教授埃里克-里格诺特(Eric Rignot)说,他的团队近年来进行的这项研究和其他研究使极地冰川研究人员对海洋和冰川相互作用的思考发生了根本性转变。"长期以来,我们一直认为冰与海洋之间的过渡边界是尖锐的,但事实上并非如此,它扩散到一个非常宽的区域,即'接地带',有几公里宽,"里格诺特说,他同时也是美国宇航局JPL的高级研究科学家。"海水随着该区域海洋潮汐的变化而涨落,并从下往上有力地融化接地冰"。加迪说,根据模型预测,接地带空腔口附近的融化率最高,高于冰架空腔内的其他地方。冰下水温升高和海水入侵增加,解释了沿彼得曼中央流线观测到的冰层变薄的原因。根据这项研究,接地带空腔的拉长形状是导致冰加速融化的主要原因。在仅考虑海洋温度升高的情况下运行数值模型时,研究小组发现冰层变薄了约 40 米。在第二次建模中,接地带空腔从 2 公里增加到 6 公里,在这种情况下,冰层变薄增加到 140 米。对未来海平面上升预测的影响加迪说:"这些建模结果得出结论,接地带长度的变化比单纯的海洋温度升高更能显著增加融化量。研究人员指出,接地带冰雪融化减少了冰川流向大海时的阻力,加速了冰川的后退。研究人员说,这是预测未来海平面上升严重程度的一个关键因素。"里格诺特说:"本文发表的结果对冰原建模和海平面上升预测具有重大意义。早先的数值研究表明,如果将接地带的融水计算在内,冰川质量损失的预测值将增加一倍。本研究的建模工作证实了这些担忧。冰川在海洋中的融化速度要比之前假设的快得多。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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