综合数据库TetrapodTraits利用AI填补生物多样性数据中的长期空白

综合数据库TetrapodTraits利用AI填补生物多样性数据中的长期空白 四足动物特征(TetrapodTraits)是由研究人员开发的全球四足动物数据库。其数据现在可用于更好的生态学、进化和保护研究。巴西坎皮纳斯州立大学的马里奥-莫拉(Mario Moura)和美国耶鲁大学的沃尔特-杰茨(Walter Jetz)今天(7月9日)在开放获取期刊《PLOS Biology》上发表了这一研究成果。巴西的Phyllomedusa burmeisteri叶蛙等体型较小或夜间活动的物种在检测方面面临挑战,这也是自然史数据缺口的原因之一。图片来源:Mario R. Moura(CC-BY 4.0)包括两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物在内的四足动物通常都是有据可查的物种,这使它们在全球生物多样性研究中成为有用的模型。然而,我们对其中许多物种的了解存在差距、数据不一致以及学名的变化都会导致对生物多样性的结论出现偏差。为了帮助解决这个问题,研究人员创建了四足动物特征数据库(TetrapodTraits),这是一个包含 33000 多个四足动物物种的综合数据库,其中包括动物的体型、栖息地、生态系统、地理位置、活动时间以及是否受到人类威胁等特征。在编制数据库的过程中,研究人员发现了我们在全球四足动物知识方面的多个空白点。例如,如果动物的身体较小、在夜间活动或生活在热带地区,它们的数据就更有可能不完整。研究小组根据现有的观察结果预测缺失的数据,从而填补了这些空白。他们发现,使用完整的数据集改变了生物多样性模式,使人们了解到一个地区常见的物种种类。由于在探测树冠栖息或夜间活动的物种(如斯里兰卡的Loris tardigradus)时遇到困难,自然历史数据可能会出现缺口。图片来源:Alexander Pyron(CC-BY 4.0)这项新工作揭示了我们缺失的四足动物数据的规模,并对不同四足动物群的差距和偏差进行了全面评估。这一点非常重要,因为缺失和有偏差的数据会导致对生态系统的功能和物种灭绝风险得出错误的结论。研究人员总结说,虽然需要收集更多的数据,但 TetrapodTraits 可以减少四足动物生态学和保护研究结果的偏差。作者补充说:"我们的研究利用人工智能来发现生物多样性数据中的偏差,并为提高实地研究和采样策略的有效性提供指导"。编译自/ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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对马达加斯加维管植物的研究揭示生物多样性保护差距 确定保护重点

对马达加斯加维管植物的研究揭示生物多样性保护差距 确定保护重点 马达加斯加维管植物的多样性热点、系统发育特有性中心和保护缺口。资料来源:IBCAS对马达加斯加维管植物的研究揭示了重要的保护重点,确定了当地特有植物和系统发育多样性较高的地区,并指出了该岛干旱和半干旱地区在保护方面存在的重大差距。中国科学院植物研究所(IBCAS)陈志端教授团队与国际合作者确定了生物多样性热点地区和特有性中心的空间异质性。根据这些信息,他们确定了马达加斯加维管植物的保护重点。马达加斯加是世界第四大岛,也是全球最重要的生物多样性热点地区之一。马达加斯加以其高度的特有多样性而闻名,这主要归功于其复杂的地质历史、地理位置以及与非洲、印度、东南亚和澳大利亚北部的生物地理联系。研究人员为马达加斯加岛绘制了一棵新的有年代的生命树,其中包括前所未有的马达加斯加维管植物 3,950 种(占所有已知物种的 33%)和 1,621 属(占所有已知属的 93%)样本。他们发现,马达加斯加现存的大多数特有属(69%)起源于新近纪-第四纪。综合系统发育和地理分布数据,研究人员发现生物分类群丰富度和系统发育多样性分布不均,热点集中在北部、东部和东南部湿润森林。他们还对特有中心进行了评估,这些中心既有分类学上的特有性,也有系统发育上的特有性。分析结果一致支持古特有性高度集中在潮湿的东部和中部地区,而新特有性则出现在马达加斯加西部和南部的干燥多刺森林中。最后,研究人员通过将生物多样性热点地区和特有物种中心与保护区重叠,确定了经常被忽视的干旱和半干旱地区的保护缺口。这些保护空白为马达加斯加在气候变化和人为压力增加的情况下保护生物多样性提供了更多证据。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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海洋生物学家在海底热液喷口与锰结核区发现意想不到的生物多样性

海洋生物学家在海底热液喷口与锰结核区发现意想不到的生物多样性 科学家们通过对海洋物种的详细收集和 DNA 分析,发现了深海环境,特别是热液喷口和锰结核周围意想不到的生物多样性。这些发现表明,结核内存在孤立和独特的物种以及潜在的生殖栖息地,凸显了这些区域的生态重要性。海洋生态学家萨宾-戈尔纳(Sabine Gollner)强调,鉴于这些独特物种面临灭绝的高风险,在考虑深海采矿时必须谨慎。图为海底锰结核区。资料来源:ROV KIEL6000 GEOMARNIOZ的海洋生态学家萨宾-高尔纳(Sabine Gollner)说:"这项研究再次表明,在允许对这些栖息地中的矿物进行商业性深海开采之前,我们应该非常谨慎。"隔离动物在她的博士研究中,迪亚兹-雷西奥-洛伦佐研究了她在汤加岛附近澳大利亚和太平洋板块交界处的劳盆地热液喷口收集到的桡足类。她利用大型水下机器人,采集了大量这种在这些栖息地中占主导地位的虾类小动物。这些样本是从一个盆地内的不同地点采集的。通过DNA分析,她发现不同的种群生活在彼此隔离的环境中,种群之间几乎没有互动。在更远的盆地,她采集到了看起来相同的标本,但根据其 DNA 的组成,它们甚至应该被视为不同的物种。Coral Diaz-Recio Lorenzo(中)与法国潜水器 Nautile 一起潜水,从热液喷口采集样本。船只:Porquois Pas?图片来源:Christophe Brandily在结核上生活她研究的第二部分涉及从克拉里昂-克利珀顿区采集的锰结核样本,这是太平洋四五千米深处的一个大区域。她发现,在这些结核中,通常可以发现 10 到 15 个线虫、桡足类动物和其他动物个体,有时甚至超过 200 个。其中许多动物似乎是结核特有的,因为在这些结核周围采集的沉积物样本中没有发现它们。一些动物甚至可能将结核作为繁殖的栖息地,因为 Diaz-Recio Lorenzo 在结核内发现了虫卵。NIOZ 海洋生态学家萨宾-高尔纳(Sabine Gollner)是迪亚兹-雷西奥-洛伦佐博士研究的共同发起人,她对热液喷口周围和锰结核中发现的生命的独特性和多样性感到非常惊讶。"所研究的地点都是目前正在勘探矿物的区域。但这项研究表明,对于未来可能进行的深海采矿,我们应该格外小心,因为这些独特的物种有很高的灭绝风险"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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保护仅占地球陆地面积1.22%的生物多样性热点地区就可以阻止物种灭绝

保护仅占地球陆地面积1.22%的生物多样性热点地区就可以阻止物种灭绝 在一项革命性的新研究中,一群自然保护主义者和科学家证明,通过保护地球表面的一小部分,我们可以保护剩余的生物多样性。这项成本效益高且可行的战略可以帮助拯救最濒危的物种免遭灭绝,确保地球上的野生动物世世代代得到保护。非政府组织"决心"(Resolve)的 Eric Dinerstein 博士是《科学前沿》(Frontiers in Science)上这篇文章的第一作者,他说:"地球上的大多数物种都很稀有,这意味着这些物种要么分布范围很窄,要么出现的密度很低,要么两者兼而有之。"稀有性非常集中。在我们的研究中,我们放大了这种稀有性,发现我们只需要地球表面约1.2%的面积就能阻止地球上第六次生命大灭绝。保护 1.22% 的土地将有助于拯救濒临灭绝的物种。资料来源:Dinerstein et al/Frontiers为了实现雄心勃勃的保护目标,2018 年至 2023 年间,又有 120 万平方公里的土地受到保护。但这些新保护区是否能有效保护重要的生物多样性?据 Dinerstein 和他的同事估计,2018-2023 年的扩张仅覆盖了 0.11 万平方公里的范围有限和受威胁的物种。规划保护区至关重要,它能确保我们尽可能有效地利用我们的努力和资源。科学家们首先利用六层全球生物多样性数据绘制了全球地图。通过将这些数据层与现有保护区地图和部分土地覆盖分析(利用卫星图像识别稀有和受威胁物种的剩余栖息地)相结合,科学家们确定了最关键的、目前尚未受到保护的生物多样性区域。他们把这些地区称为"保护要务":一个帮助各国和各地区在更大范围内规划保护工作的全球蓝图。稀有和濒危物种的栖息地在新保护区中代表性不足。资料来源:Dinerstein et al/Frontiers这 16825 个保护区占地约 1.64 亿公顷,如果得到充分保护,可以防止所有预测的物种灭绝。仅仅保护热带地区的保护区就可以避免大多数预测的物种灭绝。38% 的 "保育要务 "还非常靠近已受保护的地区,这使得将它们纳入保护区或找到其他保护方式变得更加容易。"这些地点是世界上生物多样性最丰富但受威胁最严重的生态系统中4700多种濒危物种的家园,"共同作者、"决心"组织的安迪-李(Andy Lee)说。"这些物种不仅包括依赖大型完整栖息地的哺乳动物和鸟类,如菲律宾的金丝猴和印度尼西亚苏拉威西岛的西里伯斯冠猕猴,还包括分布范围受限的两栖动物和珍稀植物物种。"为了计算这种保护的价格,科学家们利用 14 年来数百个土地保护项目的数据,并考虑到所购土地的类型和数量以及特定国家的经济因素,建立了一个成本估算模型。这些数字是近似值,因为各种土地购买或长期租赁方案,每种方案的成本都不同,但都可能很好地保护"自然保护的当务之急"。世界各地的利益相关者,包括原住民、对"大保护"遗址拥有管辖权的社区以及公民社会的其他成员,需要决定哪些方案最适合他们。保护的当务之急是保护生物多样性的可实现且可负担的解决方案。资料来源:Dinerstein et al/Frontiers李说:"我们的分析估计,在未来五年内,保护热带地区的自然保护措施每年将耗资约 340 亿美元,这不到美国国内生产总值的 0.2%,不到全球化石燃料行业每年补贴的 9%,也只是采矿业和农林业每年收入的一小部分。"保护野生动物也是阻止和扭转气候危机的关键。保护生物多样性意味着保护作为碳汇的地球森林植被:通过保护富含碳、野生动物丰富的森林地区,我们既保护了受威胁的物种,也保护了人类。虽然确保"保护大计"只是工作的一部分例如,仅仅购买土地并不能防止偷猎但这是我们需要迈出的关键第一步。"我们将留给后代什么?一个健康、充满活力的地球对我们来说至关重要,"Dinerstein 说。"因此,我们必须行动起来。我们必须阻止物种灭绝的危机。保护环境是我们的当务之急。"编译自/ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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2022年中国新补充10343个物种,其中最多的是昆虫

2022年中国新补充10343个物种,其中最多的是昆虫 与2021版对比,中国生物物种名录数据库2022年新增了10343个物种及种下单元,其中节肢动物门昆虫纲新增7498个物种,动物界脊索动物门的哺乳纲、爬行纲、两栖类共新增279个物种,蛛形纲新增119个物种;植物界新增794个物种。 除此之外,我国作为生物多样性大国,每年还有大量新物种被发现和描述,根据《生物多样性杂志》2021年新物种专题统计结果,昆虫纲新物种发表占当年动物新物种发表总数的82%。 来自:雷锋 频道:@kejiqu 群组:@kejiquchat 投稿:@kejiqubot

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“未来是真菌的”:科学家描绘北方生物多样性的新时代

“未来是真菌的”:科学家描绘北方生物多样性的新时代 在北方树木的光合作用组织(或称"食光组织")中,以及在它们之间铺满地面的云状地衣和羽毛状苔藓中,都隐藏着真菌。这些真菌是内生菌,也就是说,它们生活在植物内部,通常是互利共生的。农业、生命与环境科学学院植物科学学院和理学院生态学与进化生物学系教授、Bio5 研究所成员贝齐-阿诺德(Betsy Arnold)说:"植物就是生活在真菌的世界里。内生真菌对植物的健康至关重要,其作用方式尚不完全清楚,但我们从内生真菌中了解到的一般情况是,它们能很好地保护植物免受疾病侵袭,并帮助植物更好地抵御高温等环境压力。它们是我们对植物认识的一场重要革命的一部分。"在杜克大学的 François Lutzoni(左)和亚利桑那大学的 Betsy Arnold 的共同领导下,项目组乘坐 DeHavilland Otter 飞行器从一个湖飞到另一个湖,专家飞行员 Jacques Bérubé(中)为项目实地小组提供了前往偏远地点的通道。图片来源:Betsy Arnold十多年前,阿诺德和她的团队开始了长达一个月的探险,深入加拿大东北部的荒野,了解这些真菌物种如何适应不同的微环境,以及它们在未来气候变化下的生存状况。他们发现真菌之间存在巨大的多样性,而且它们以非常特殊的方式适应当地的条件,这意味着它们将对未来的气候变化非常敏感。由于真菌的健康与其宿主的健康密切相关,这些发现对未来北方森林和我们地球的整体健康都有影响。"北方森林是地球碳循环和水循环的核心,"阿诺德说。"我们的工作突出表明,它们是世界上一些进化最多样化的真菌内生菌的家园,而这些内生菌在其他地方是找不到的。"Cladonia 是一种地衣,在名为 Pleurozium 的苔藓地毯上方几英寸的地方长出一蓬白色的东西。与北方地带标志性的黑云杉(Picea)一样,它们也蕴藏着多种内生真菌,这些真菌在它们健康的组织中共生。图片来源:贝茜-阿诺德经过十多年的分析,他们的研究结果发表在《当代生物学》杂志上。"我们的合作研究揭示了北方生物群落中新发现的内生真菌的多样性及其对气候的敏感性,"该研究的共同第一作者大分修造(Shuzo Oita)说,他在阿诺德的实验室完成了博士学业,现在是住友化学株式会社的研究科学家。"内生真菌常常被忽视,因为它们存在于健康的植物组织中,但最近它们在生物多样性和生态系统中的重要性被揭示出来了"。她说,收集数据以得出这一结论是一项艰巨的工作,需要阿诺德和她的同事们进行她一生中最紧张的实地考察。阿诺德说,在2011年夏天的一个月时间里,该团队与一名专业飞行员签订了合同,"前往道路不通的地方"。六人小组穿越加拿大北部森林南部,一直到达北极苔原边缘,沿途将浮空器降落在湖泊中。贝齐-阿诺德和她的团队乘坐浮空器进入北美东部北方森林的偏远地区。从窗口望去,云杉从苔藓和地衣的地毯中生长出来,研究人员将在湖上降落。图片来源:贝茜-阿诺德他们在遍布地貌的偏远湖泊间起降了 36 次。通常情况下,他们在每个采样点停留大约 6 到 24 个小时。白天,他们收集健康的云杉树叶以及地面上新鲜的苔藓和地衣,边走边把科学宝藏装进密封袋中。他们还钻取年轮芯,希望揭示它们的过去,如树龄和野火暴露情况。他们还测量了各种森林特征,以了解植物在地形上的变化。到了晚上,当北极光在头顶闪烁时,他们在飞行员宿舍内的便携式实验室里处理样本。他们对新鲜组织进行表面消毒,为提取DNA做准备,并分离真菌培养物,以观察和记录样本中的菌株。阿诺德说:"我们经常工作到凌晨两三点,然后睡上几个小时,再飞往下一个工地。"漫长的工作得到了回报:"在真菌世界里,一小时的野外工作就是一年的特征描述和十年的潜在分析。在短短几周的时间里,我们就完成了大量的工作"。当他们从较温暖的南部地区前往较寒冷的北部地区时,他们以大约 100 英里的间隔重复采样。阿诺德说,他们还沿着一条纬度带取样,这条纬度带同样宽广,但代表的气候变化却很小。他们战略性地从这两个维度进行采样,以确保真菌生物多样性的任何差异都是由环境差异而非距离造成的。他们一起驾驶 DeHavilland Otter 飞机飞行了近 1500 英里,这架飞机就是他们的移动之家,他们经常用额外的油箱来分享旅行空间。Betsy Arnold 是植物科学学院的教授,同时也是西南地区首屈一指的真菌生物多样性收藏馆 Gilbertson 真菌标本馆的馆长。她在北方生物群落的工作是她全球范围研究、学生参与和全球合作的一部分,研究范围从非洲南部、南美洲到北极。图片来源:Jolanta Miadlikowska较早的研究考察了生物多样性与纬度之间的相关性,纬度通常被用作气候的替代物。阿诺德说,这些研究发现,一般来说,越靠近赤道,生命越多样化。例如,对于许多生物类群来说,热带雨林中的生物比北极苔原中的生物更加多样化。事实证明,北方地区的真菌并非如此简单。"我们的研究表明,北方真菌群落并不一定会像植物群落那样以可预测的方式随气候发生变化。"共同第一作者亚娜-乌仁(Jana U'Ren)说:"相反,气候对这些真菌的影响在很大程度上取决于真菌种类和宿主。这意味着我们需要保护整个北方生物群落的植物及其真菌内生菌,而不仅仅是在一个地方,否则我们就有可能失去这些重要森林中至关重要的生物多样性和保护性真菌。"阿诺德认为,这些真菌内生菌对气候的特殊依赖性反映了它们与宿主共同进化的过程,也就是她所说的"研究与发展",因为植物找到了理想的内生菌伙伴,并在这些严酷的北方地貌植物所面临的独特压力下依然繁茂生长。"世界各地都有内生菌,但不同环境中的内生菌各不相同。"阿诺德说:"我们认为,与内生菌共生在某种程度上是植物在全球范围内克服环境挑战的方式,也就是与它们的内部真菌伙伴共生。关于单个内生真菌对单个植物的作用的信息并不多。因此,我们的研究具有奠基性意义,因为我们试图弄清这些内生菌是谁,它们是如何分布的,以及它们会如何随着气候的变化而变化。"她希望未来的研究能以他们的发现为基础:"我们所知道的是,当这些森林发生变化时,我们正在失去生物多样性,而我们还不知道关键的功能要素是什么。"合作者弗朗索瓦-卢佐尼(François Lutzoni)表示同意,他是杜克大学生物学教授,与阿诺德共同主持了这项研究。卢佐尼说:"这是我做过的最复杂的野外工作,也是最令人振奋的研究经历之一。记录不断变化的世界中的生物多样性是一项重要的研究。我们采集的标本都保存在标本馆中,因此对于了解物种、物种分布、物种基因以及物种栖息的生态系统如何随着时间的推移而变化具有持久的价值。反过来,标本馆服务于科学界的最佳方式就是与世界一流大学的研究实验室相结合。"在这种思想指导下,阿诺德目前正致力于利用亚利桑那州本土生长的内生菌来增强作物在这个不断变化的世界中的适应能力。阿诺德说:"就像北方森林蕴藏着意想不到的多样性内生菌一样,亚利桑那州的植物也是如此。我们下一步要做的就是挖掘这些丰富而古老的内生菌,将其作为帮助植物茁壮成长的工具。最终,我们希望通过在全球范围内了解这些真菌,我们不仅能描绘出地球生物多样性的一个关键要素的过去和未来,而且还能利用我们当地的真菌,使农作物在有限的水资源和不断上升的气温条件下茁壮成长。可以说,未来就是真菌的未来。"编译来源:ScitechD... PC版: 手机版:

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加州作为美国生物多样性最丰富的州,也是生物多样性最受威胁的州(红色部分),也是最受保护的州(绿色部分),47%的土地都被永久保护

加州作为美国生物多样性最丰富的州,也是生物多样性最受威胁的州(红色部分),也是最受保护的州(绿色部分),47%的土地都被永久保护,不能开发。作为美国人口最多、地价最贵的州,要进一步保护很难。目前美国只有13%的土地受到保护。拜登当局的目标是到2030年让美国30%的土地、水域受保护,称为30x30

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