国际专家联名主张采取紧急行动 应对不断升级的入侵物种威胁

国际专家联名主张采取紧急行动 应对不断升级的入侵物种威胁 Quagga贻贝会迅速扩散，超越本地贻贝，并堵塞水管。本文重点介绍了生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台（IPBES）关于外来入侵物种及其控制的专题评估报告的主要结论，还强调目前观察到的外来入侵物种的影响很可能低估了未来影响的程度。此外，生物多样性驱动因素之间的相互作用也很关键，因为任何驱动因素都不是孤立存在的。国际合作与见解国际生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台（IPBES）国际生物多样性和生态系统服务评估的联合主席和主要作者、英国教育和卫生部及埃克塞特大学的海伦-罗伊（Helen Roy）教授说："这篇论文汇集了外来入侵物种评估的整个专家团队，这个多元化的团队横跨多个学科，从世界各地的视角得出了相同的结论，即需要采取紧急行动，应对外来入侵物种这一日益严重的重大威胁。随着外来入侵物种数量的增加，政府间科学政策平台外来入侵物种评估提供了证据基础和备选方案，为立即和持续采取行动提供了依据。要实现这一目标，不仅需要跨国界的协作、交流与合作，还需要国家内部的协作、交流与合作"。来自安大略理工大学的 Peter Stoett 教授是 IPBES 国际生物多样性评估的联合主席，他补充说："跨学科性是 IPBES 评估成功的关键。看到社会科学和人文学科专家与入侵生物学家和其他自然科学家在社区建设过程中进行互动，这将为今后的政策决策提供依据，这真是太好了"。增长趋势与环境影响外来入侵物种造成的威胁预计将继续上升。目前，全球每年大约有 200 个新的外来物种因人类活动而被引入到以前没有记录的地区。即使没有人类活动引入新物种，已经形成的外来物种也会继续自然扩大其地理范围，并扩散到新的国家和地区，其中许多会造成负面影响。根据今天观察到的外来入侵物种的影响进行简单推断，很可能会低估未来影响的程度。生物多样性丧失驱动因素之间的相互作用正在扩大生物入侵，没有任何驱动因素是孤立起作用的。气候变化是促进外来入侵物种在以前荒凉地区建立和传播的主要驱动因素。例如，气候变暖使水生和陆生外来入侵物种得以建立并向极地扩散，包括北极和南极地区。此外，在一些山区，气候变化与造成生物多样性丧失的其他因素共同作用，使外来入侵物种以两倍于本地物种的速度向高海拔地区扩展。全球合作战略生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台入侵物种评估首次在全球范围内对证据进行了全面综合，得出结论认为，生物入侵的威胁是巨大的，但可以通过紧急的跨部门合作和协作行动加以缓解。与包括政府和私营部门利益攸关方、土著人民和当地社区在内的多个利益攸关方共同制定管理行动，对于成功解决生物入侵问题至关重要。国际生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台外来入侵物种评估联合主席、智利康塞普西翁大学教授 Aníbal Pauchard 强调了评估中包容性的重要性："这不仅是迄今为止关于外来入侵物种的最全面的全球评估，而且专家的遴选和证据的收集也是在最高的包容性标准下进行的，最终形成的报告为所有利益相关者提供了重要的见解。"加强公众参与和响应非本地物种秘书处等协调机构可以确保不同利益相关群体之间的有效合作。事实上，为应对亚洲大黄蜂（Vespa velutina）入侵英国而采取的管理行动就涉及多个利益相关者的合作，以确保在发现该物种后信息的快速流动，从而对巢穴进行有效控制。该文件认识到，通过提高认识运动、教育和社区科学平台让公众参与进来，也有助于建立管理生物入侵的共同责任。在数字识别工具的支持下，社区科学倡议对外来入侵物种的快速检测非常重要。在英国，公众通过"亚洲大黄蜂观察"应用程序提交的记录为Vespa velutina（亚洲大黄蜂）的早期预警和快速反应做出了重大贡献。DOI: 10.1038/s41559-024-02412-w ... PC版： 手机版：

数十种非本地蚯蚓物种占领了北美的土壤

数十种非本地蚯蚓物种占领了北美的土壤 虽然这种天然土壤改良方法的初衷是好的，但斯坦福大学的研究人员与索邦大学和其他机构的同事现在却说，其后果可能相当糟糕。这是因为非本地蚯蚓通常以地上而非地下的物质为食，这会极大地改变本地生态系统。人们还发现，有些蚯蚓会改变土壤的酸碱度、质地和养分，以至于像糖槭这样的树木难以茁壮成长。例如，外来的蚯蚓会使土壤变得干燥，以至于本地植物无法再生长。这种改变反过来又会破坏食物网，让入侵植物有机可乘。研究人员说，外来蚯蚓的问题在于它们只是被拖出了原生栖息地，以一种不允许进化的方式被塞进了新的生态系统。研究人员在发表于《自然-生态学与进化》（Nature Ecology & Evolution）杂志上的一项研究中写道："蚯蚓等土壤类群是良好土地管理实践中的标志性生物。然而，将蚯蚓引入物种没有共同进化的地方，可能会引发灾难性的变化。迄今为止，由于土壤分类群的正面形象以及对其原生地以外的土壤动物引入规模缺乏了解，自然管理政策在很大程度上忽视了这一问题"。为了了解外来蚯蚓物种的流行程度，斯坦福大学的研究小组分析了 1891 年至 2021 年的蠕虫记录（你一定惊讶为什么会有这种记录），将其与 1945 年至 1975 年期间在美国边境拦截外来蚯蚓的统计数据相结合，并将所有数据输入机器学习模型，以跟踪非本地蠕虫在北美的传播情况。研究人员得出结论，至少有 70 种不同的外来蚯蚓存在于非洲大陆 97% 的土壤中，占蚯蚓物种总数 308 种的 23%。这几乎是非本地鱼类的三倍，非本地哺乳动物的四倍，昆虫和蛛形纲动物的十倍。研究还显示，外来蚯蚓实际上占最普遍的 13 个蚯蚓物种中的 12 个。此外，研究还发现，加拿大大陆北部有更多的外来蚯蚓，加拿大的外来蚯蚓数量大约是本地物种的三倍。虽然研究人员同意并非所有外来蚯蚓都具有破坏性，但他们呼吁加强对这一问题的监督和研究，以及这些非本地物种可能会大量繁殖并严重改变本地生态系统的方式。研究的主要作者、索邦大学生态学副教授热罗姆-马蒂厄（Jérôme Mathieu）说："这些比例很可能会增加，因为人类活动促进了外来物种的发展，而这些外来物种威胁着本地蚯蚓物种，这一现象在很大程度上仍被忽视。"这项研究的合著者、加拿大新不伦瑞克博物馆寡毛目动物学实验室的约翰-沃伦-雷诺兹补充说："这很可能只是冰山一角。许多其他土壤生物也可能被引入，但我们对它们的影响知之甚少。"您可以从斯坦福大学的以下视频中了解这项研究的概况： ... PC版： 手机版：

气候变化使得西班牙多尼亚纳(Doñana)国家公园花期提前多达22天

气候变化使得西班牙多尼亚纳(Doñana)国家公园花期提前多达22天 这种提前并不是少数物种造成的，而是80%的物种都提前了开花期，68%的物种提前结束花期。 其中提前最多的物种是迷迭香（Salvia rosmarinus），目前已提前 92 天开花和结束花期。 此外由于花期开始和结束日期的提前时间并不相同，因此许多物种的开花时间变得更长，研究人员发现这会导致花丛里出现之前未开花的物种组合。直到目前为止已经发现55% 的物种其周围的花朵显得“过度拥挤”，这可能会导致造成授粉昆虫注意力造成争夺和激烈竞争。开花是植物生命的关键时刻，因为它们是通过花蕊进行有性繁殖。植物要繁殖必须与邻居同时开花，且由于植物不能移动，它们需要依靠昆虫把含有雄配子的花粉从一朵花带到另一朵花，因为植物和昆虫必须同步进行，为此而导致植物活动无法进行。然而由于气候变化导致北半球植物开花时间提前，欧洲、亚洲和北美发表的几项研究都证实了这一点。 对于这个问题我们必须补充的是，地中海的气候变化影响比世界其他地方更明显，因为气温上升速度比全球平均水平加速了20%。多尼亚纳(Doñana)国家公园的环境植物对气候变化反应是迄今为止世界上描述得最强烈的反应之一。 我们了解植物需要“积累”数小时的热量才能知道何时开花，且它们可能会更早地达到所需热量。 因此一些物种可能会在一年中因干旱而加剧造成不太有利的时间结出果实或发芽，或遇到意想不到的授粉媒介竞争。这项研究之所以成为可能，是因为在 80 年代对这种植物群落的开花进行研究。该研究的目标不同，这些数据最终在揭示气候变化对我们生物多样性的影响方面用处可能会很大且无法预见。 自然群落的监测研究需要长期视角，而这往往与必须在短期内完成研究项目的现实不符。 在这种情况下，基础研究使我们能够更好地了解气候变化等全球问题对生物多样性和环境的影响程度。 ... PC版： 手机版：

动物的最大奔跑速度在中等体型的物种中最容易出现

动物的最大奔跑速度在中等体型的物种中最容易出现 为了探究其中的原因，一个由帝国理工大学、哈佛大学、昆士兰大学和阳光海岸大学组成的国际研究小组开发了一个物理模型，研究肌肉这种动物通用的运动是如何限制陆地动物的最高奔跑速度的。领衔作者、伦敦帝国学院生物工程系的戴维-拉邦特博士说："跑得最快的动物既不是大象，也不是小蚂蚁，而是像猎豹这样中等大小的动物。为什么奔跑速度会打破支配动物解剖和表现的大多数其他方面的规律模式呢？"他们的研究结果表明，最大奔跑速度并不像以前认为的那样只有一个限制，而是有两个限制：肌肉收缩的速度和程度。动物所能达到的最大速度取决于最先达到的那个极限，而这个极限是由动物的体型决定的。论文共同作者、阳光海岸大学和昆士兰大学的克里斯托弗-克莱门特教授说："我们模型的关键在于理解最大跑步速度既受到肌肉收缩速度的限制，也受到肌肉在收缩过程中缩短程度的限制。与猎豹体型相仿的动物，其体重在 50 千克左右，这两个极限在此重合。因此，这些动物的速度最快，时速可达 65 英里"。研究结果发表在《自然-通讯》上。测试极限第一种限制被称为"动能容量限制"，它表明较小动物的肌肉受到其收缩速度的限制。因为相对于体重而言，小动物会产生很大的力，所以小动物跑步就有点像骑车下坡时试图用低速档加速。第二个限制被称为"工作能力限制"，它表明大型动物的肌肉受到其肌肉收缩程度的限制。由于大型动物较重，它们的肌肉相对于体重所产生的力量较小，因此跑步更类似于用高挡骑车上坡时试图加速。共同作者、哈佛大学的彼得-毕肖普博士说："对于犀牛或大象这样的大型动物来说，奔跑的感觉就像举起一个巨大的重物，因为它们的肌肉相对较弱，而重力要求它们付出更大的代价。由于这两方面的原因，动物最终不得不随着体型的增大而放慢速度"。为了测试模型的准确性，研究小组将其预测结果与从 400 多种陆地动物（从大型哺乳动物、鸟类和蜥蜴到小蜘蛛和昆虫）中收集到的有关陆地动物速度和大小的数据进行了比较。该模型准确预测了体重相差 10 个数量级以上的动物（从 0.1 毫克的小螨虫到 6 吨重的大象）的最大奔跑速度随体型的变化情况。他们的发现揭示了肌肉进化背后的物理原理，可以为未来设计出与最优秀的动物跑步运动员的运动能力相媲美的机器人提供参考。除了解释动物的奔跑速度，新模型还可能为理解动物群体之间的差异提供重要线索。蜥蜴和鳄鱼等大型爬行动物通常比大型哺乳动物体型小、速度慢。共同作者、昆士兰大学的泰勒-迪克博士说："一种可能的解释是，按重量计算，四肢肌肉在爬行动物体内所占的比例较小，这意味着它们在体重较小的时候就达到了工作极限，因此必须保持较小的体型才能快速移动。"该模型结合现代物种的数据还预测，体重超过 40 吨的陆地动物将无法移动。现存最重的陆地哺乳动物是非洲象，重约 6.6 吨然而一些陆地恐龙体重可能远远超过 40 吨。研究人员说，这表明我们应该谨慎地根据非灭绝动物的数据来估计灭绝动物的肌肉解剖结构。相反，他们认为这些数据表明，已灭绝的巨型动物可能已经进化出了独特的肌肉解剖结构，这值得进行更多的研究。这项研究提出了关于体型庞大的恐龙如何移动的问题，以及需要对特定动物群（如爬行动物或蜘蛛）进行更有针对性的数据收集的问题。虽然这项研究只针对陆地动物，但研究人员下一步将把他们的方法应用到飞行和游泳动物身上。拉邦特博士说："我们的研究提出了许多有趣的问题，既涉及已灭绝动物的肌肉生理学，也涉及当今活着的动物（包括人类运动员）的肌肉生理学。物理限制对游泳和飞行动物的影响不亚于对奔跑动物的影响解开这些限制是我们的下一个议程。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

人类造成1400种鸟类灭绝 是之前估计的两倍

人类造成1400种鸟类灭绝 是之前估计的两倍 虽然自 1500 年代以来许多鸟类的灭绝都有记录，但我们对此前物种命运的了解依赖于化石，而这些记录是有限的，因为鸟类的骨头轻而薄，会随着时间的推移而解体。这就掩盖了全球物种灭绝的真实情况。研究人员目前认为，自大约 13 万年前的晚更新世以来，已有 1430 种鸟类（近 12%）在现代人类历史上灭绝，其中绝大多数直接或间接地因人类活动而灭绝。这项研究由英国生态学与水文学中心（UKCEH）领导，发表在《自然通讯》（Nature Communications）上，研究人员利用统计建模估算了未被发现的鸟类灭绝数量。该研究的主要作者、英国生态研究中心的生态建模师罗布-库克（Rob Cooke）博士说："我们的研究表明，人类对鸟类多样性的影响远远超过了以往的认识。人类通过丧失栖息地、过度开发、引进鼠、猪和狗等方式迅速破坏了鸟类种群，这些动物袭击鸟巢并与鸟类争夺食物。我们的研究表明，许多物种在有文字记载之前就已经灭绝，没有留下任何痕迹，从历史上消失了"。该研究的合著者之一、哥德堡大学的索伦-福尔比博士补充说："这些历史性的物种灭绝对当前的生物多样性危机有着重大影响。"上图是人工智能生成的未知灭绝鸟类的图像。图片来源：UKCEH"世界可能不仅失去了许多迷人的鸟类，还失去了它们的各种生态作用，其中很可能包括种子传播和授粉等关键功能。这将对生态系统产生一连串的有害影响，因此，除了鸟类灭绝之外，我们还将失去许多依赖这些物种生存的动植物。"观察和化石显示，自更新世晚期以来，已有 640 种鸟类灭绝，其中 90% 发生在有人居住的岛屿上。这些鸟类包括毛里求斯的标志性鸟类渡渡鸟，北大西洋的大海雀，以及鲜为人知的圣赫勒拿岛燕鹱。但据研究人员估计，还有 790 个未知物种灭绝，这意味着总共有 1430 个物种消失如今只剩下不到 11000 个物种。科学家们说，他们的研究揭示了历史上最大的由人类驱动的脊椎动物灭绝事件（14世纪），据估计，在人类首次到达东太平洋（包括夏威夷和库克群岛）之后，有 570 种鸟类灭绝，几乎是自然灭绝率的 100 倍。他们认为，公元前九世纪还发生过一次大灭绝事件，主要原因是人类来到了西太平洋，包括斐济和马里亚纳群岛以及加那利群岛，并强调了始于十八世纪中叶的持续灭绝事件。从那时起，除了森林砍伐加剧和外来物种蔓延之外，鸟类还面临着气候变化、集约农业和污染等人为因素造成的威胁。作者之前的研究表明，在未来几百年中，我们可能会失去多达 700 种新的鸟类，这将是人类造成的史无前例的物种灭绝规模。但库克博士指出"更多的鸟类物种是否会灭绝取决于我们。最近的保护工作挽救了一些物种，我们现在必须加大保护鸟类的力度，由当地社区主导栖息地的恢复工作"。研究小组根据已知的鸟类灭绝情况以及与新西兰相比较的地区的相关研究工作程度进行了模拟估算。据信，新西兰是世界上唯一一个完全了解人类以前鸟类动物群落的地方，那里所有鸟类的遗骸都保存完好。一个地区的研究越少，化石记录预计就越不完整，估计未被发现的灭绝数量也就越多。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家正利用土壤微生物的DNA帮助提高气候模型的准确性

科学家正利用土壤微生物的DNA帮助提高气候模型的准确性 微生物模型利用广泛的基因组数据为土壤碳模拟提供动力。图片来源：Victor O. Leshyk 插图这个新模型使科学家们能够更好地了解某些土壤微生物如何有效地储存植物根系提供的碳，并为农业战略提供信息，以保护土壤中的碳，支持植物生长和减缓气候变化。"我们的研究证明了直接从土壤中收集微生物遗传信息的优势。在此之前，我们只掌握了实验室研究的少数微生物的信息，"论文第一作者、伯克利实验室博士后研究员吉安娜-马施曼（Gianna Marschmann）说。"有了基因组信息，我们就能建立更好的模型，预测各种植物类型、作物甚至特定栽培品种如何与土壤微生物合作，更好地捕集碳。同时，这种合作还能增强土壤健康"。最近发表在《自然-微生物学》杂志上的一篇新论文介绍了这项研究。论文的通讯作者是伯克利实验室的 Eoin Brodie 和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的 Jennifer Pett-Ridge，后者领导着"微生物持久存在"土壤微生物组科学重点领域项目，该项目由能源部科学办公室资助，以支持这项工作。看见看不见的东西 - 微生物对土壤健康和碳的影响土壤微生物帮助植物获取土壤养分，抵抗干旱、疾病和虫害。它们对碳循环的影响在气候模型中的体现尤为重要，因为它们会影响土壤中储存的碳量或在分解过程中以二氧化碳形式释放到大气中的碳量。通过利用这些碳构建自己的身体，微生物可以将碳稳定（或储存）在土壤中，并影响碳在地下的储存量和储存时间。这些功能与农业和气候的相关性正受到前所未有的关注。然而，仅一克土壤中就含有多达100 亿个微生物和数千个不同物种，绝大多数微生物从未在实验室中被研究过。直到最近，科学家们才从实验室研究的极少数微生物中获得数据，为这些模型提供依据，其中许多微生物与需要在气候模型中体现的微生物无关。Brodie解释说："这就好比根据只生长在热带森林中的植物所提供的信息，为沙漠建立生态系统模型。"为了应对这一挑战，科学家团队直接利用基因组信息建立了一个模型，该模型能够适应任何需要研究的生态系统，从加利福尼亚的草原到北极解冻的永久冻土。该模型利用基因组深入了解土壤微生物的功能，研究小组将这种方法用于研究加利福尼亚牧场中植物与微生物组之间的相互作用。牧场在加州具有重要的经济和生态意义，占陆地面积的 40% 以上。研究重点是生活在植物根部周围的微生物（称为根圈）。这是一个重要的研究环境，因为尽管根区只占地球土壤体积的 1-2%，但据估计，根区储存了地球土壤中 30-40% 的碳，其中大部分碳是由根系在生长过程中释放出来的。为了建立这个模型，科学家们利用加州大学霍普兰研究与推广中心提供的数据，模拟了微生物在根部环境中的生长情况。不过，这种方法并不局限于特定的生态系统。由于某些遗传信息与特定的性状相对应，就像人类一样，基因组（模型所基于的）与微生物性状之间的关系可以转移到世界各地的微生物和生态系统中。研究小组开发了一种新方法来预测微生物的重要性状，这些性状会影响微生物利用植物根系提供的碳和养分的速度。研究人员利用该模型证明，随着植物的生长和碳的释放，由于根系化学和微生物性状之间的相互作用，会出现不同的微生物生长策略。特别是，他们发现，生长速度较慢的微生物在植物生长后期会受到碳释放类型的青睐，而且它们在利用碳方面的效率出奇地高这使它们能够在土壤中储存更多的这种关键元素。这一新的观测结果为改进模型中根系与微生物之间的相互作用提供了依据，并提高了预测微生物如何影响气候模型中全球碳循环变化的能力。"这些新发现对农业和土壤健康具有重要意义。通过我们正在建立的模型，我们越来越有可能利用对碳如何在土壤中循环的新认识。这反过来又为我们提供了可能性，使我们能够提出保护土壤中宝贵的碳的策略，从而在可行的范围内支持生物多样性和植物生长，以衡量其影响，"马施曼说。这项研究强调了利用基于遗传信息的建模方法来预测微生物性状的威力，有助于揭示土壤微生物组及其对环境的影响。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：