揭开非洲草原“仙女圈”之谜 研究人员找到了真正的来源：沙白蚁

揭开非洲草原“仙女圈”之谜研究人员找到了真正的来源：沙白蚁科学家证实，沙白蚁造成了非洲仙女圈，并通过证明这些仙女圈长期储水，推翻了草地自我调节的理论。上图为纳米布沙漠中的仙女圈。图片来源：UHH/MIN/Juergens早在2013年，汉堡植物学家诺伯特-于尔根斯（NorbertJürgens）就发表文章指出，纯粹的地下沙白蚁（Psammotermes）属白蚁造成了裸露的斑块，并通过消灭沙土中的植物，在降雨不频繁的情况下实现了长期蓄水。这一解释发表在《科学》杂志上，并在随后的几年里得到了南部非洲昆虫学家（迈克-皮克教授、约翰-亨舍尔博士、凯利-弗利格博士）的证实。其他研究人员也对这一神秘现象进行了研究，例如哥廷根大学的研究人员利用建模方法进行了研究。研究人员发表文章（Getzin等人，2015年，2022年）指出，裸露斑块是由草类植物的自组织造成的，草类植物通过根系不均匀地汲取水分，并通过在沙质土壤中的广泛扩散，从而导致裸露斑块中的草类植物死亡。此外，通过测量仙女圈下方20厘米深处的土壤湿度，他们发现了干燥现象，并将其解释为周围的草快速水平吸水所致。NorbertJürgens和AlexanderGröngröft在《PPEES》发表的文章中驳斥了哥廷根建模者的核心论点：在他们的研究中，Jürgens和Gröngröft证明在纳米比亚、安哥拉和南非的1700多个仙女圈上存在沙白蚁。Getzin等人（2022年）作为自组织假说证据所引用的土壤水分测量结果与Jürgens2013年的土壤水分测量结果不谋而合。然而，两者的解释不同：建模者在表土进行测量，并将表土的干燥解释为周围的草抽走了水分，而Jürgens在2013年通过同时测量四个不同深度（最深90厘米）的土壤水分表明，底土中的仙女圈可以长时间储存水分。Jürgens说："更重要的是，我的同事格伦格罗夫特的分析以及在实验室中对沙漠沙的水文特性进行的测量，使自我调节假设的重要基础失效。白蚁生活的仙女圈粗粒沙的导水率在大雨时确实很高，大量的水可以通过大孔隙迅速渗走。但是，当沙子把容易流动的水释放到深处，干涸到不到土壤体积的8%时，情况就完全不同了。"这时，水只能储存在沙粒之间的接触点上，没有了连续的水膜，土壤的导水能力降到了很低的水平。这意味着，在仙女圈以下的湿度水平（体积≤5%）下，液态水的短距离传输能力非常低"。在潮湿的底土之上，土壤表面直接形成干燥的沙层，就证明了这一物理现象。"根据目前的知识，自我调节的代表们所假设的几天内水平运水数米的情况在物理上是不可能的。因此，关于生物现象对立解释的争论竟然是由物理学决定的，这里指的是土壤物理学，"于尔根斯说。"仙女圈的土壤湿度测量结果和实验室中发现的沙土水力特性排除了自我调节假说对仙女圈的解释。因此，仙女圈形成的原因显而易见--是沙白蚁通过土壤水分储存获得了相当大的生存优势。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386371.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386371.htm

为什么南半球的风暴更大？科学家们解开了一个世纪之谜

为什么南半球的风暴更大？科学家们解开了一个世纪之谜世界的地形图，较高的山脉为深棕色，较低的地区为绿色。根据一项新的研究，北半球比南半球有更多的土地和更高的山脉，这在一定程度上有助于减少风暴。资料来源：美国宇航局喷气推进实验室多年以后，科学家们通过分析卫星数据证实了水手们的观察，南半球经历的风暴比北半球多24%。然而，这种差异的原因并不为人所知。由芝加哥大学气候科学家TiffanyShaw领导的一项新研究为这一现象提出了第一个具体解释。Shaw和她的同事发现了两个主要的罪魁祸首：海洋循环和北半球的大山脉。该研究还发现，自20世纪80年代卫星时代开始以来，这种风暴性不对称性已经增加。这种增加被证明与基于物理学模型的气候变化预测在质量上是一致的。长期以来，我们对南半球的天气了解不多：我们观察天气的大部分方式是基于陆地的，而南半球的海洋比北半球多得多。但随着1980年代基于卫星的全球观测的出现，我们可以量化这种差异有多大。南半球有更强的喷流和更强烈的天气事件。一些想法已经流传开来，但没有人对这种不对称性做出明确的解释。Shaw和OsamuMiyawaki（22岁的博士，现在美国国家大气研究中心工作）以及华盛顿大学的阿伦-多诺霍从他们自己和其他以前的研究中得到了一些假设，但他们想采取下一步行动。这意味着将来自观测、理论和基于物理学的地球气候模拟的多条证据汇集起来。"你不能把地球放在一个罐子里，"Shaw解释说，"所以我们使用建立在物理学定律上的气候模型，并进行实验来测试我们的假设。"他们使用了一个建立在物理定律上的地球气候数字模型，再现了观测结果。然后他们一次次地移除不同的变量，并量化每一个变量对风暴性的影响。他们测试的第一个变量是地形。大的山脉以一种减少风暴的方式破坏气流，而北半球有更多的山脉。事实上，当科学家们将地球上的每座山都夷为平地时，两个半球之间的风暴性差异约有一半消失了。另一半则与海洋环流有关。水在全球的流动就像一个非常缓慢但强大的传送带：它在北极地区下沉，沿着海洋底部行驶，在南极洲附近上升，然后在表面附近流动，携带能量。这在两个半球之间形成了一个能量差。当科学家们试图消除这个传送带时，他们看到另一半的风暴性差异消失了。在回答了关于为什么南半球的风暴更大的基本问题之后，研究人员继续研究自从我们能够跟踪风暴以来，风暴性是如何变化的。纵观过去几十年的观测，他们发现，从20世纪80年代开始的卫星时代，暴风雨的不对称性已经增加。也就是说，南半球正在变得更加暴风雨，而北半球的平均变化可以忽略不计。南半球的风暴性变化与海洋的变化有关。他们发现类似的海洋影响也发生在北半球，但其影响被北半球因海冰和雪的损失而对阳光的吸收所抵消。科学家们检查后发现，作为政府间气候变化专门委员会评估报告的一部分，用于预测气候变化的模型显示了同样的信号，这是对这些模型的准确性的一个重要的独立核查。可能令人惊讶的是，这样一个看似简单的问题：为什么一个半球比另一个半球更暴风雨这么长时间都没有答案，与许多其他领域相比，天气和气候物理学领域相对年轻。只是在第二次世界大战之后，科学家们才开始建立驱动大规模天气和气候的物理学模型（其中的关键贡献是由卡尔-古斯塔夫-罗斯比教授在芝加哥大学做出的）。但是，对气候背后的物理机制及其对人类造成的变化的反应有一个深刻的理解，如本研究中所阐述的，对于预测和理解随着气候变化的加速会发生什么至关重要。"通过奠定这一理解基础，我们增加了对气候变化预测的信心，从而帮助社会更好地准备应对气候变化的影响，"Shaw说。"我的研究的主要线索之一是了解模型现在是否为我们提供了良好的信息，以便我们可以相信它们对未来的说法。赌注很大，为正确的理由获得正确的答案是很重要的。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339641.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339641.htm

物理学家解开了准晶体形成之谜

物理学家解开了准晶体形成之谜一个由不同大小的环组成的子结构将自己无缝嵌入到一个六边形结构中。资料来源：马丁路德大学哈雷-维滕贝格分校他们的研究解决了从金属氧化物中形成二维准晶体的奥秘，最近发表在《自然通讯》杂志上。"六角形在自然界中经常被发现。最著名的例子是蜂窝，但石墨烯或各种金属氧化物，如氧化钛也形成这种结构。六边形是周期性排列的理想模式，"MLU物理研究所表面和界面物理组的研究员StefanFörster博士解释说。"它们如此完美地结合在一起，没有任何缝隙。"2013年，该小组在铂金基底上沉积了一个含有氧化钛和钡的超薄层，并在超高真空中加热到约1000摄氏度时，有了一个惊人的发现。原子排列成三角形、正方形和菱形，这些三角形、正方形和菱形组合成甚至更大的具有12条边的对称形状。一个具有12倍旋转对称性的结构被创造出来，而不是预期的6倍周期性。根据福斯特的说法，"准晶体被创造出来，具有非周期性的结构。这种结构是由高度有序的基本原子团组成的，即使这种有序性背后的系统性对观察者来说是难以辨别的。"来自哈雷的物理学家们是世界上第一个证明在金属氧化物中形成二维准晶体的人。自他们发现以来，这种准晶体的形成机制仍然令人费解。MLU的物理学家现在与来自哈雷马克斯-普朗克微结构物理研究所、格勒诺布尔-阿尔卑斯大学和美国国家标准与技术研究所（美国盖瑟斯堡）的研究人员合作，解决了这个谜题。利用精心设计的实验、高能计算和高分辨率显微镜，他们表明，高温和钡的存在创造了一个分别有四个、七个和十个原子的钛和氧环的网络。"钡既打破了原子环，又稳定了它们，"领导该联合项目的Förster解释说。"一个钡原子嵌入一个七原子环中，两个嵌入一个十原子环中"。这是可能的，因为钡原子与铂金支撑物发生静电作用，但不与钛原子或氧原子形成化学键。通过他们的最新发现，研究人员所做的不仅仅是澄清了一个基本的物理学问题。Förster说："现在我们对原子层面的形成机制有了更好的理解，我们可以尝试在其他与应用相关的材料（如金属氧化物或石墨烯）中按需制造这种二维准晶体。我们很高兴能够了解这种特殊的排列方式是否会产生全新的、有用的特性"。这些实验是作为"超周期晶体：结构、动力学和电子特性"项目的一部分进行的，该项目由德国研究基金会和法国国家研究机构资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345975.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345975.htm

古代工具制造者和大象足迹：科学家解开旧石器时代采石场遗址之谜

古代工具制造者和大象足迹：科学家解开旧石器时代采石场遗址之谜访问：Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN特拉维夫大学的研究人员发现，直立人数千年来对特定采石地点的反复使用，与大象迁徙路线形成了战略上的吻合，从而优化了狩猎活动。这些遗址资源丰富，具有重要的精神意义，有助于高效生产加工大象（一种重要的食物来源）所需的工具。图为人类使用长矛狩猎大象。资料来源：DanaAckerfeld这项研究由特拉维夫大学JacobM.Alkow考古学和古代近东文化系的MeirFinkel博士和RanBarkai教授领导。这项研究发表在《考古学》杂志上。RanBarkai教授。图片来源：特拉维夫大学RanBarkai教授解释道：古人类需要三样东西：水、食物和石头。水和食物是所有生物的必需品，而人类则依靠石器来狩猎和屠宰动物，因为他们没有其他食肉动物那样锋利的爪子或獠牙。问题是，为什么我们发现用于制作燧石工具的岩层周围有成千上万的石器，而岩层旁边却有未用于制作工具的燧石？对一直生活到最近的原住民群体（其中一些群体至今仍健在）的研究表明，狩猎采集者非常重视石头的来源--采石场本身--赋予它力量和神圣性，因此也赋予它精神崇拜。人们世世代代都到这些地方朝圣，在岩石露头处留下祭品，而同样适合生产石器的邻近露头却无人问津。我们试图了解原因；这些遗址有什么特别之处？近20年来，巴尔卡伊教授和他的同事们一直在研究上加利利的燧石开采和工具制造遗址。这些遗址的特点是有大量便于制作工艺品的燧石结核，而且距离胡拉山谷的主要旧石器时代遗址--GesherBenotYa'akov和Ma'ayanBaruch都不远。这些遗址拥有数以千计的采石和采掘地点，直到50万年前的旧石器时代晚期，史前人类还在这些地点制造工具和留下祭品，尽管其他地方的地质构造中也存在燧石。由于大象是这些早期人类的主要食物来源，特拉维夫大学的研究人员将遗址分布数据库与大象迁徙路线数据库进行了交叉对比，发现这些燧石采掘和敲击遗址都位于大象迁徙路线附近的岩层中。芬克尔博士说："大象平均每天要消耗400升水，这就是为什么它有固定的运动路径。这些动物依赖每天的水供应，因此也依赖水源--湖泊、河流和溪流的两岸。在许多情况下，我们在"必经之地"发现了大象的狩猎和加工地点--溪流或河流穿过陡峭的山口，或者湖岸的路径仅限于湖岸和山脉之间的空间。同时，由于缺乏可用的保存肉类的手段，且该地区存在掠食性动物，一群狩猎采集者耗尽大象猎物的机会是有限的。因此，必须提前在附近准备大量合适的切割工具。因此，我们在上加利利发现的采石和敲击遗址与大象屠宰遗址相距不远，它们都位于大象的活动路线上。"随后，研究人员试图将他们在以色列开发的模型进行改良，应用到亚洲、欧洲和非洲旧石器时代晚期的几个遗址中，这些遗址都存在这种"三合一"现象。这些遗址既包括以大象或猛犸象为猎物的遗址，也包括后来以河马、骆驼和马等其他动物为猎物的遗址。"旧石器时代的神圣三位一体似乎普遍适用：有水的地方就有大象，而有大象的地方，人类就必须找到合适的岩石露头来采石和制造工具，以便狩猎和屠宰他们喜爱的大型食草动物，"巴尔卡伊教授说。"这是一种传统：数十万年来，大象沿着相同的路线游荡，而人类则在附近制造石器。最终，这些大象灭绝了，世界也从此改变了。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430170.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430170.htm

解开生命之谜：什么决定了树叶的寿命？

解开生命之谜：什么决定了树叶的寿命？今天，来自中国、英国、日本、挪威、美国和澳大利亚的一个国际研究小组在《科学进展》上发表的一篇论文中报告了这个表面上简单的问题的答案。HanWang博士及其同事第一作者，来自北京清华大学的HanWang博士说："这都是关于植物所面临的经济选择。我们已经知道，针叶树和其他常绿树木越靠近两极，它们的叶子就越长寿。落叶树则相反。它们最长寿的叶子是在热带地区发现的。""而且我们知道，长寿的叶子往往更坚韧、更厚实，生长起来的成本也更高。现在，我们已经确定了起作用的主要环境因素，并将其总结为两个方程式。这些叶子的经济特征是碳循环和营养经济的基础。"(1)常绿植物和(2)落叶植物的叶片寿命(LL)和单位面积叶片质量之间的关系该团队使用来自中国植物性状数据库和全球植物性状网络的数百个生态系统的数千个物种的数据来测试他们的模型。"每个物种基本上都在赌最大限度吸收碳的最佳方式，"共同作者、麦考瑞大学和西悉尼大学的IanWright教授说。伊恩-赖特教授"常绿针叶树生长在冬季漫长寒冷地区的贫瘠土壤中，只有在叶子上进行长期投资，才能茁壮成长。而落叶树，如枫树，在秋季落叶之前，争先恐后地创造新叶并在夏季的阳光下捕捉碳，"他说。"对枫树来说，经济上的理性决定是投资于快速生长的、廉价但脆弱的叶子。"植物在其进化过程中一直受到气候的深刻变化。近代地质时代的冰川运动和其他大的、有时是快速的变化，导致了植被的重大变化。人类对气候的影响和对植被的直接影响正在增加塑造植物群落的力量，其方式仍然只有部分了解。研究人员提出，这项研究不仅将解释今天什么地方生长，而且还将使生态学进入预测性科学，从而使得更好、更准确的全球和区域气候模型成为可能，让土地管理者能够更好地模拟森林和其他植被，并预测气候变化将如何影响生态系统允许更好地估计作物产量和气候变化对农业的影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345775.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345775.htm

对森林树冠中的新品种蜂群研究解开了“米切纳之谜”

对森林树冠中的新品种蜂群研究解开了“米切纳之谜”这两项研究都得到了澳大利亚政府新科伦坡流动计划项目支持的实地考察的资助，凸显了亚太地区研究合作在物种发现、生态和保护知识以及文化参与方面的潜力。从斐济塔韦乌尼岛的德沃克斯峰俯瞰塔吉穆西亚湖。该湖和山峰都是发现新物种的地点。特别是在山顶为该项目采集到了第一批FijianHylaeus。图片来源：詹姆斯-多雷摄影弗林德斯大学最近开展的科学研究在太平洋地区发现了八个新的蜜蜂物种，并对斐济维提岛鸟类的行为提出了新的见解。澳大利亚本地蜜蜂专家、现任卧龙岗大学讲师的多雷博士说："我们的调查发现了斐济特有的另一类蜜蜂，尽管我们进行了多年的观察和采样，但它们仍然'隐藏'在森林树冠中。通过与当地的合作，我们还了解到这些蜜蜂在太平洋地区分布广泛。令人欣慰的是，这也解开了'米切纳之谜'，即这些微小（3-5毫米）的Hylaeus是如何从夏威夷以北4000千米和澳大利亚以西6000千米的近亲处，逐渐扩散到法属波利尼西亚的"。这种小蜜蜂（3-5毫米）Hylaeusderectus迄今仅产于斐济维提岛的纳达里瓦图山附近。它是从树冠开花的槲寄生上采集到的。图片来源：JamesDorey摄影在树上觅食的六个斐济物种是斐济群岛上的第二个原生种。其中一种在法属波利尼西亚被发现（"蜜蜂飞过的距离超过3000公里"），一种在密克罗尼西亚被发现--这进一步凸显了森林对授粉者的价值，以及在整个太平洋发现更多物种的可能性。多雷博士说："与栖息在斐济并可能得益于远古人类砍伐的超级杂食蜂（Homalictus）不同，斐济杂食蜂很可能非常容易受到人为砍伐的影响，它们可能是森林栖息地中至关重要的授粉者。"这项研究的共同作者、南澳大利亚博物馆分类学家帕斯洛博士说，这项研究强调了长期采样记录对了解蜜蜂和其他传粉昆虫多样性和所需保护措施的益处，尤其是对土地和环境管理者而言。研究参考了美国昆虫学家查尔斯-米切纳（CharlesMichener）的开创性工作，他于2007年撰写了开创性著作《世界蜜蜂》，其中包括20世纪60年代对Halictidae蜂科社会进化的研究。在另一项研究中，弗林德斯大学（FlindersUniversity）和南澳大利亚大学（UniSA）的研究人员与南太平洋大学（USP）的研究人员合作，进一步了解斐济本地森林鸟类的情况。南太平洋大学AliveretiNaikatini博士与弗林德斯大学教授SoniaKleindorfer（现就职于维也纳大学）和南澳大学副教授GunnarKeppel最近发表了关于斐济森林鸟类昆虫觅食和领地防御的论文，重点关注人类干扰和其他威胁对鸟类生存的影响。从2017年到2019年，历时三年，在维提岛由社区管理的国家公园内对当地常见鸟类进行了研究。弗林德斯大学教授克莱因多尔弗说，这类信息有助于在气候变化或人类活动进一步加剧的情况下规划栖息地的避难和保护。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421707.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1421707.htm