耶鲁两栖机器龟登上自然杂志封面:可变形 能爬行游泳

耶鲁两栖机器龟登上自然杂志封面:可变形能爬行游泳机器人、机器狗甚至机器蟑螂,想必大家都有所耳闻,但机器龟估计是一个新鲜概念。有人会问:乌龟爬那么慢,造个机器龟有啥用?其实不然,乌龟是一种两栖动物,如果机器龟造出来,将可以在陆地和水中运行,从而提高在特定环境中的运用率。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1327057.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1327057.htm

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为什么地球上那么多两栖动物 而没有谁进化出成“三栖动物”呢?

为什么地球上那么多两栖动物而没有谁进化出成“三栖动物”呢?好吧,这个问题其实是对两栖动物有一些误解,地球上是没有三栖动物的,因为根本就没有这样的定义。为什么没有“三栖动物”?至于为什么没有“三栖动物”的定义,主要原因我觉得是地球上其实就只有两个完全不同的栖息地而已,一个是陆地,一个是水中。图:雨燕是长途飞行冠军,但它们进食都在陆地和水中完成我们大多人想到的“三栖动物”估计是水、陆、空三栖——可以同时在这样三种环境下生存的动物。在我们机械工程中,如果有一种机器能够同时在水中、陆地和空中工作的话,估计会被称之为“三栖机器”,但是地球生物暂时没有这样定义的。这是因为对于地球而言,“空”不足以作为一个差异巨大的单独栖息地,因此那些会飞的动物基本都是陆地动物(一些飞鱼除外)。你可能会好奇,为什么“空”没法构成一个栖息地,其实原因很简单,生物根本没法完全在地球的空中构成一个独立的生态系统。图:肺鱼,被人为是现在陆地四肢动物关系最近鱼类亲戚我们可以看到只生活在水中鱼,以及只生活在陆地的哺乳动物和爬行动物,但是你永远不会听到只生活在空中的鸟类或者其它飞行动物。因为地球大气层的物质资源实在是太匮乏了,生物没有理由往这里发展,而且对于复杂生物而言,要想长期滞留在地球的空中也不是一件容易的事,基本是需要能量投入才能实现,不然就坠地了,这对生物是不利的。或许大气层浓厚一点的话,空中也可以发展出一个单独的生态系统吧,比如金星,很可能那里的大气层现在就生存着一些完全在空中生存、繁殖的微生物,但估计要出现更复杂的生物也很难。墨西哥蝾螈@LoKiLeCh两栖动物是什么样的群体?如果有一个机器拥有水陆两栖的能力的话,那么这个机器肯定是一个不错的机器,但是对于动物而言并非如此。两栖动物其实是一个水生到陆生的过渡阶段,它们是最早适应陆地的脊椎动物,随着时间推移,它们的一些分支演变成了现在的爬行动物、哺乳动物、鸟类等等陆地四肢动物。简单地说,两栖动物其实是相对“低端”的生物形态,并不是我们想象得那种高端、强大的优势群体。正因为它们处在过渡阶段,所以你会发现,两栖动物的各个方面都很奇怪,它们就像是一个“实验田”,在测试着各种各样的适应性特征。一种蚓螈@Mazza现在地球上生活着8000多种两栖动物,但是90%左右都是青蛙——无尾目,另外两种分别是无足目(蚓螈)和有尾目(蝾螈)。我们理解的两栖动物可能是能在陆地生存,但离不开水的动物群体,至少它们的幼年期是需要在水中出生和生存才是,这样称为两栖动物合情合理。但其实并不是如此,就像我们前面提到的,它们有着各种各样“实验性”的特征。比如生存环境方面,一些两栖动物其实完全不需要水,甚至无法在水中生存,但被归类为两栖动物了。在传统上,是否生产羊膜卵被认为是判定陆地脊椎动物是否属于两栖动物的一个标准,现在所有的两栖动物都不是羊膜卵。羊膜卵其实就是让幼体在卵中发育,从而跳过水中生长的过程,以此来适应没有水的陆地栖息地。现在的两栖动物,其实有多种“实验性”方式来试图跳过水生,而且有一些明显已经成功了,比如它们的卵胎生。两栖动物的三个谱系中都发现了卵胎生情况——其中75%的蚓螈都是卵胎生的,但是它们在卵胎生过程中都不用产生羊膜卵。很明显,两栖动物尝试了许多方式来试图完全脱离水生存,但是就只有羊膜卵一种形式成功了,最终取代两栖动物成为陆地脊椎动物的优势群体。虽然一些蚓螈也通过卵胎生和卵生完全不需要水就能生存,甚至无法在水中生存,但也同样明显它们的模式不是特别好,以至于只有极少的陆地栖息地有它们的身影。图:皮肤保持湿润是大部分两栖动物呼吸的关键再比如呼吸方式,这也是脱离水关键之一,在一些定义中经常把是否拥有两种以上的呼吸方式来判定一种动物是否属于两栖动物。但其实,两栖动物有三种呼吸方式——鳃、原始的肺和皮肤,一些两栖动物拥有全部三种,一些则拥有两种,另外一些则只有一种。不过只有一种的情况很罕见,通常是只保留了皮肤一种呼吸方式——多像是实验失败的情况。总之,两栖动物并不是什么高端的存在,它们只是一个过渡阶段而已,实际上它们对环境的要求十分苛刻,以至于现在成为最容易灭绝的动物群体。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379135.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1379135.htm

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“美人鱼”机器人登上Nature封面:入水瞬间四肢变脚蹼,耶鲁出品有没有想过像个美人鱼一样,跳入水中你的腿瞬间变成脚蹼?现在,耶鲁大学的研究人员就真真创造了这样一个机器人,并登上了Nature封面“Turtleeclipsed”(乌龟黯然失色)。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1326755.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1326755.htm

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科学家们发现了恐龙存在之前的巨型两栖动物脚印化石这些证据是以脚印化石的形式出现的,显示出负责脚印的巨型生物曾经像今天的鳄鱼那样游泳。然而,研究人员在一份声明中说,这种古老的巨型两栖动物大约在鳄鱼进化之前的5000万年就已经存在。根据这项发现的新研究,rhinesuchidtemnospondyls--我们过去已经发现了它们的骨架残骸--存在于二叠纪晚期。这些两米长的古代巨型两栖动物的身体与鳄鱼或巨型蝾螈相似。rhinesuchidtemnospondyls不仅像鳄鱼一样游泳,而且它似乎也像鳄鱼一样在水中捕食。虽然印记显示这些古老的巨型两栖动物通过左右摆动其尾巴来游泳,但它们在游泳时似乎也会收起脚。这些生物并不是地球上已知的最古老的生命,但它们仍然提供了对地球早期生物的一些线索。关于这一发现的研究目前发表在PLOSONE上,这是一份由公共科学图书馆公开发行的同行评审期刊。研究人员指出,进一步了解这些古老的巨型两栖动物是很重要的,因为它有助于填补我们目前关于这个时期的空白。找到我们所知的恐龙之前存在的生物的证据并不令人惊讶。那个时期在我们的星球上留下了大量的痕迹。然而,与后来恐龙在地球上漫游的时期相比,这一时期生物活动存留的证据较少。因此,拥有与我们后来看到的那些生物相似的直接证据在很多方面都是有启发性的。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352745.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1352745.htm

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两栖动物的启示:病毒与真菌的生存之战

两栖动物的启示:病毒与真菌的生存之战科学家们发现了一种可感染两栖动物致命真菌的病毒,为防治这种导致全球青蛙和蟾蜍数量大幅下降的疾病带来了希望。几乎各大洲都有一种真菌在肆虐青蛙和蟾蜍,这种真菌可能有一个致命弱点。科学家发现了一种能感染这种真菌的病毒,这种病毒可以用来拯救两栖动物。Batrachochytriumdendrobatidis或Bd真菌肆虐青蛙和蟾蜍的皮肤,最终导致心脏衰竭。迄今为止,这种真菌已导致500多种两栖动物物种减少,90种物种可能灭绝,其中包括锡耶拉山脉的黄腿山蛙和巴拿马金蛙。病毒是潜在的救星最新发表在《当代生物学》(CurrentBiology)杂志上的一篇论文记录了一种病毒的发现,这种病毒可感染巴氏杆菌,并可用于控制这种真菌疾病。发现这种病毒的加州大学河滨分校研究人员对其发现的意义感到兴奋。除了帮助他们了解真菌病原体是如何产生和传播的,这一发现还为结束他们所说的全球两栖动物大流行带来了希望。巴拿马金蛙濒临灭绝。图片来源:BrianGratwicke/美国鱼类和野生动物管理局两栖动物:重要的环境指标"青蛙能控制害虫、农作物害虫和蚊子。如果它们在世界各地的数量崩溃,那将是毁灭性的,"UCR微生物学博士生、论文作者马克-雅库布(MarkYacoub)说。"它们也是气候变化煤矿中的金丝雀。随着气温升高,紫外线越来越强,水质越来越差,青蛙会对此做出反应。如果它们灭绝了,我们就失去了一个重要的环境信号。"雅库布说,在20世纪90年代末之前,Bd并不普遍,但后来"青蛙突然开始死亡"。当他们发现Bd感染病毒时,Yacoub和UCR微生物学教授JasonStajich一直在研究Bd的种群遗传学,希望能更好地了解Bd的来源和变异情况。真菌Bd的孢子产生结构。图片来源:MarkYacoub/UCR解密病毒与真菌的相互作用"我们想了解在非洲、巴西和美国等地,不同的真菌菌株有什么不同,就像人们研究COVID-19的不同菌株一样,"Stajich说。为此,研究人员使用了DNA测序技术。在检查数据时,他们注意到有些序列与真菌的DNA不匹配。"我们意识到,这些额外的序列组合在一起,具有病毒基因组的特征。"此前,研究人员曾寻找过Bd病毒,但没有找到。这种真菌本身很难研究,因为需要复杂的程序才能让它在实验室中存活。Stajich说:"这也是一种难以追踪的真菌,因为它们的生命阶段是运动的,它们有鞭毛,就像精子的尾巴,游来游去。"此外,感染Bd的病毒很难找到,因为大多数已知的感染真菌的病毒(称为真菌病毒)都是RNA病毒。然而,这种病毒是一种单链DNA病毒。通过研究DNA,研究人员可以看到卡在真菌基因组中的病毒。Stajich实验室平板上的Bd菌落。图片来源:MarkYacoub/UCR未来研究与两栖动物的免疫力似乎只有某些菌株的基因组中含有病毒。但受感染的菌株似乎与未受感染的菌株表现不同。当这些菌株带有病毒时,它们产生的孢子就会减少,因此病毒传播的速度就会减慢。但它们的毒性也可能更强,杀死青蛙的速度更快。目前,病毒基本上被困在真菌基因组中。研究人员最终想克隆这种病毒,看看人工感染的Bd菌株是否也能产生较少的孢子。由于真菌的一些菌株会受到感染,而另一些菌株则不会,这凸显了研究一种真菌的多个菌株的重要性。展望未来,研究人员希望深入了解病毒的运作方式。"我们不知道病毒如何感染真菌,如何进入细胞,"雅库布说。"如果我们要设计病毒来帮助两栖动物,我们就需要这样的问题的答案,在一些地方,似乎有一些两栖动物物种获得了对Bd的抗药性。与COVID一样,免疫力的积累也是缓慢的。我们希望协助大自然顺其自然。"编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426687.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1426687.htm

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美国科学家成功研发水陆两栖机器人:海龟见了想认亲

美国科学家成功研发水陆两栖机器人:海龟见了想认亲与常见的水陆两栖移动工具不同,ART能够在水陆两种环境中行动,靠的可不是两套完全不同的动力推进系统,而是可以在腿与脚蹼之间变形的四肢,这种能力被研究人员称为“自适应形态建成”。而其设计灵感就来自于陆龟+海龟,该项目的首席研究院表示:“陆龟和海龟有着相似的身体,都有四肢和一个壳,但为了适应特定的生存环境,它们有独特的四肢形状和步态。海龟为了在水中游泳和划水,四肢长有像鱼鳍一样扁平而细长的脚蹼;陆龟为了在地面行走并支撑起龟壳的重量,四条腿生的粗壮而结实,脚上还有圆圆的脚趾。”于是科研人员将二者结合起来,用特殊的材料制造了可以根据所处环境改变形态的四肢,同时还能调整软硬度和动作,实现陆地行走和水中怕打游泳的效果,可以灵活地在复杂的水下环境中移动并从事环境监测等工作,研究人员希望未来它能在科学研究和救援等方面做出贡献。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342333.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1342333.htm

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全面的两栖动物新家谱修订了青蛙进化年表

全面的两栖动物新家谱修订了青蛙进化年表一项突破性研究提出了最详尽的青蛙进化树,涵盖5242个物种。该研究提出了一个经过修订的青蛙进化时间表,并引入了创新软件,提供了适用于其他生物的见解和方法。这张照片显示的是越南苔蛙(Thelodermacorticale)。进化时间表的转变新研究还改变了活体青蛙开始进化的可能起始日期。论文的主要作者杰夫-斯特里舍(JeffStreicher)说:"以前人们认为,大约在2.1亿或2.2亿年前,蛙类开始分裂成我们今天看到的数千种物种。我们的新分析表明,这个时间大约在1.8亿年前。发现青蛙的年龄更小,意味着它们分化成数千种物种的速度比以前想象的更快。"蛙类的自然历史多种多样,一直是生物学家和自然爱好者着迷的对象。然而,由于所使用的基因数据类型有限,以前为这些生物建立全面系统进化论的尝试受到了限制。研究方法的进步在这项研究中,研究人员针对这些局限性,建立了一个庞大的家族树,该家族树结合了来自系统发生组研究的遗传数据和来自数百项小规模蛙类研究的数据,前者使用了数百个遗传标记,但只包括少数几个物种,后者有时只使用一两个标记,但总共包括数千个物种。这种新颖的方法使他们能够包含惊人的5242个青蛙物种,比以前的科谱增加了71%。JeffStreicher说:"系统发生树是大多数研究特定动物群的起点,因此必须尽可能准确和详细。"主要作者丹-波尔蒂克(DanPortik)补充说:"在这里,我们不仅增加了青蛙系统发生树所利用的数据,而且还开发了新的软件来帮助改进这些数据。软件创新和未来应用研究人员开发的软件可以更方便地比较物种间进化差异较大的基因。该研究的资深作者、亚利桑那大学教授约翰-J-维恩斯(JohnJ.Wiens)说:"以前的研究不敢将具有数百个标记的系统发生组数据集与来自许多具有较少标记的小型研究的数据结合起来。我们的研究表明,这不仅是可行的,而且还能改进科级树,使其包括数千个物种。这种方法同样适用于任何生物类群"。结论与未来影响这项研究标志着我们对青蛙进化的认识实现了重大飞跃,为研究人员提供了宝贵的资源,并为研究无尾两栖动物提供了新的途径。随着科学界继续探索和扩展我们对这些非凡生物的认识,这一全面的系统发生学为未来的发现奠定了基础。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381337.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1381337.htm

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