Google开发新工具 希望借助人工智能拯救珊瑚礁

Google开发新工具希望借助人工智能拯救珊瑚礁该项目首先邀请公众通过网络聆听珊瑚礁的声音。在过去的一年里，Google"CallinginourCorals"网站的访问者聆听了来自世界各地的400多个小时的珊瑚礁声音，并被告知听到鱼的声音时点击一下。这样就形成了一个以珊瑚礁健康为重点的"生物声学"数据集。通过众包这项活动，Google创建了一个新的鱼类声音库，用于对人工智能工具SurfPerch进行微调，现在，SurfPerch可以通过快速训练来检测任何新的珊瑚礁声音。Google在一篇关于该项目的博文中指出："这使我们能够以远超以往的效率分析新的数据集，无需在昂贵的GPU处理器上进行训练，为了解珊瑚礁群落和保护这些群落带来了新的机遇。"该博文由英国布里斯托尔大学海洋生物学教授史蒂夫-辛普森（SteveSimpson）和伦敦大学学院海洋生物学家本-威廉姆斯（BenWilliams）共同撰写。更重要的是，研究人员发现他们能够通过利用鸟类的录音来提高SurfPerch的模型性能。他们发现，虽然鸟叫声和珊瑚礁的声音截然不同，但鸟叫声和鱼叫声之间存在着共同的模式，模型可以从中学习。在初步试验中将"CallinginOurCorals"数据与SurfPerch结合后，研究人员能够发现菲律宾受保护珊瑚礁与未受保护珊瑚礁之间的差异，跟踪印度尼西亚的恢复成果，并更好地了解与大堡礁鱼类群落的关系。Google表示，该项目目前仍在继续，"CallinginOurCorals"网站会不断添加新的音频，这将有助于进一步训练人工智能模型。了解更多：https://artsandculture.google.com/experiment/calling-in-our-corals/zgFx1tMqeIZyTw?hl=en...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433873.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433873.htm

达尔文的珊瑚礁悖论已解 科学家揭开珊瑚在贫瘠水域获取营养物质的谜团

达尔文的珊瑚礁悖论已解科学家揭开珊瑚在贫瘠水域获取营养物质的谜团南安普顿大学的一项研究揭示，珊瑚以生活在其细胞内的微小藻类为食，从而获得了以前认为无法获得的营养源。这一发现解答了一个被称为"达尔文珊瑚礁悖论"的长期谜团，解释了珊瑚如何在缺乏营养的水域中繁衍生息。领导这项研究的南安普顿大学珊瑚礁实验室主任约尔格-维登曼（JörgWiedenmann）教授评论说：达尔文的珊瑚礁悖论"是关于为什么珊瑚礁会在营养物质匮乏的海洋中生长的问题，它启发人们发现了有助于解释这一现象的几个重要过程。我们现在可以为这一谜题增添缺失的部分，帮助解开这个长期存在的谜团"。珊瑚礁为许多生物提供家园和觅食地。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学他介绍说，查尔斯-达尔文（CharlesDarwin）乘坐"小猎犬号"（HMSBeagle）起航时，他认为自己是一名地质学家，在热带海洋航行期间，他很快对珊瑚礁的形成地点和原因产生了兴趣。达尔文正确地预测了地壳下沉和珊瑚稳步向上生长是如何相互作用形成巨大珊瑚礁结构的。然而，这种蓬勃生长背后的生物机制仍未得到研究"。石珊瑚是一种软体生物，有些人可能觉得它们像植物，但实际上它们是动物。这些生物由许多单独的珊瑚虫组成，它们聚居在一起，秘密地形成石灰岩骨架，形成我们所知的'珊瑚礁'三维框架。珊瑚礁是重要的水下生态系统，造福于许多人类社区。珊瑚礁是无数生物的家园和觅食地，维持着全球海洋生物多样性的25%。它们为地球上大约5亿人提供食物和收入。珊瑚礁上的单细胞共生藻，显示其通过细胞分裂生长。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学珊瑚动物依赖于一种"共生"关系，即与生活在其细胞内的微小藻类之间的互利关系。光合藻类产生大量富碳化合物（如糖），并将其转移到宿主珊瑚体内以产生能量。共生藻还能非常有效地从海水中吸收硝酸盐和磷酸盐等溶解的无机营养物质。即使在缺乏营养的海洋中，这些化合物也可以作为生活在附近的海绵等生物的排泄物而大量存在。它们还可以通过洋流转移到珊瑚礁上。与它们的共生体不同，珊瑚的宿主不能直接吸收或利用溶解的无机营养物质，直到现在，人们还不清楚这些营养物质是如何促进珊瑚生长的。不过，南安普顿大学的科学家与英国兰卡斯特大学、特拉维夫大学和以色列耶路撒冷大学等合作团队一起，已经确定了这些必要的生长营养物质转移到珊瑚动物体内的机制。他们的研究成果发表在《自然》杂志上。南安普顿大学珊瑚礁实验室的实验水族箱。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学通过在南安普顿大学珊瑚礁实验室进行一系列长期实验，科学家们证明，珊瑚实际上消化了部分共生藻群，以获取共生藻从水中吸收的氮和磷。如果水中有足够的溶解无机营养物质，即使珊瑚没有获得额外的食物，这种机制也能让它们快速生长。在印度洋偏远珊瑚礁环礁的实地考察结果支持了实验室的研究成果，证明这种机制在生态系统层面上促进了野生珊瑚的生长。南安普顿珊瑚生物学副教授、主要作者之一塞西莉亚-达安杰洛博士评论说："多年来，我们一直在实验水族箱系统中繁殖共生珊瑚，我们观察到，即使不喂食，它们也能生长得很好。根据目前的知识水平，我们无法解释共生双方是如何交换养分的，因此我们认为我们缺少了重要的一环，并开始系统地分析这一过程"。海鸟为印度洋的珊瑚礁引入营养物质。图片来源：兰卡斯特大学尼克-格雷厄姆（NickGraham珊瑚礁实验室的研究员洛雷托-马多内斯-韦洛佐博士（LoretoMardones-Velozo）进行了关键的实验，他补充说："我们可以预料到，动物会死亡或在珊瑚礁中发现营养物质，人们会认为，如果不吃东西，动物就会死亡或停止生长。然而，如果我们把珊瑚放在溶解无机营养物质水平较高的水中，它们看起来非常快乐，而且生长迅速。"研究人员使用一种特殊标记的化合物来追踪共生伙伴之间必需营养元素氮的移动。实验中使用的化学形式的氮只能被共生体整合到它们的细胞中，而不能被珊瑚宿主整合到细胞中。南安普顿大学稳定同位素质谱实验室经理巴斯蒂安-汉巴赫（BastianHambach）解释说："我们利用同位素标记技术，在提供给珊瑚的营养物质中'添加'比正常重的氮原子。这些同位素使我们能够利用超灵敏检测方法追踪珊瑚对营养物质的使用情况。"CeciliaD'Angelo博士在南安普顿大学珊瑚礁实验室繁殖珊瑚。图片来源：Wiedenmann/D'Angelo/南安普顿大学南安普顿大学古海洋学家保罗-威尔逊（PaulWilson）教授解释说："通过这项技术，我们可以明确地证明，维持珊瑚组织生长的氮原子来自于实验中喂给其共生体的溶解无机营养物质"。南安普顿大学的约尔格-维登曼（JörgWiedenmann）教授补充说："我们使用了10种不同的珊瑚物种来量化共生体种群是如何随宿主一起增长的。利用共生体生长的数学模型，我们可以证明珊瑚消化了其共生体种群的多余部分，为其生长获取营养。我们的数据表明，大多数共生珊瑚可以通过这种'素食'来补充营养"。科学家们还对生长在印度洋岛屿周围的珊瑚进行了分析，一些珊瑚上有海鸟，一些则没有，结果表明珊瑚有可能在野外养殖共生体并以其为食。实验珊瑚Stylophorapistillata的生长。图片来源：Mardones-Velozo/D'Angelo/Wiedenmann/南安普顿大学兰卡斯特大学海洋生态学家尼克-格雷厄姆（NickGraham）教授解释说："其中一些岛屿周围的珊瑚礁有大量的养分，这些养分来自鸟粪，即在岛上筑巢的海鸟的排泄物。在其他一些岛屿上，海鸟的繁殖地已经被入侵的老鼠消灭殆尽。因此，相关珊瑚礁获得的养分也减少了。我们测量了有密集海鸟群和没有密集海鸟群的岛屿周围鹿角珊瑚群的生长情况，发现在有海鸟提供养分的珊瑚礁上，鹿角珊瑚的生长速度要快两倍多。我们计算出，在有海鸟栖息的岛屿上，珊瑚动物组织中约有一半的氮分子可以追溯到共生体的吸收以及随后向宿主的转移"。科学家监测印度洋珊瑚礁上的珊瑚生长情况，研究海鸟营养物质的影响。资料来源：兰卡斯特大学，尼克-格雷厄姆通常由人类活动造成的过度营养富集会损害珊瑚，并对许多珊瑚礁构成日益严重的威胁。然而，由于全球变暖可能会切断珊瑚礁的一些天然供应路线，未来一些珊瑚礁获得的养分可能会减少。南安普顿大学的D'Angelo博士解释说："变暖的表层水更不可能从深水层获得养分。水体生产力的降低会导致共生体的营养物质减少，进而导致珊瑚动物的食物减少"。科学家们的新发现表明，虽然珊瑚动物可以通过捕食其共生体来忍受短暂的饥饿，但在某些地区，由于全球变暖带来的更长时间的营养物质枯竭，一些珊瑚礁可能会面临饥饿的风险。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379619.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379619.htm

新研究揭示了海藻在珊瑚礁健康中的欺骗性作用 科学家被骗几十年

新研究揭示了海藻在珊瑚礁健康中的欺骗性作用科学家被骗几十年新的研究表明，长期以来被用作珊瑚礁健康指标的海藻可能会提供误导性信息。这项研究分析了1200多个海洋站点的数据，结果表明，不同种类的大型藻类对污染的反应不同，可能会掩盖珊瑚礁压力的迹象，并误导保护工作。不列颠哥伦比亚大学海洋与渔业研究所博士后、该研究的第一作者萨拉-坎农（SaraCannon）博士说："鉴于全球珊瑚礁正受到气候驱动的压力因素的威胁，这在今天尤为重要。"海藻属于一类被称为大型藻类的生物。长期以来，海洋表面的大型藻类一直是珊瑚礁健康状况的代表，因为它的测量相对快速和容易。自20世纪70年代以来，科学家们一直认为，当地的人类活动在增加大型藻类的同时也破坏了底层珊瑚礁。然而，刚刚发表在《全球变化生物学》（GlobalChangeBiology）上的这项研究考察了印度洋和太平洋1200多个地点16年来的数据，发现这种方法具有误导性，甚至可能隐藏着珊瑚礁压力的迹象。例如，大型藻类的覆盖率在很大程度上取决于特定区域生长的物种。马尾藻不太可能生长在受农业径流污染的水域，但水螅藻（Halimeda）却能茁壮成长。在这两种情况下，珊瑚礁都会受到影响。全球研究小组得出结论，使用大型藻类覆盖率作为当地人类影响的指标，实际上会掩盖我们的行为对珊瑚礁的危害程度，并导致科学家错误地识别最需要干预的珊瑚礁。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370893.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370893.htm

佛罗里达州70%的珊瑚礁正在被侵蚀

佛罗里达州70%的珊瑚礁正在被侵蚀"这项研究帮助我们更好地了解佛罗里达州珊瑚礁带的哪些珊瑚礁容易受到栖息地丧失的影响，需要进行管理和恢复工作，以防止栖息地进一步丧失，"该研究的主要作者、NOAA大西洋海洋学和气象学实验室的研究员JohnMorris说。"相反，我们还确定了可能成为珊瑚礁发展的潜在保留地的珊瑚礁，并且更有可能在未来持续存在。"研究人员分析了底栖生态学，即栖息在海底的所有生物体的组合，以及来自该州珊瑚礁带三个生物地理区域的723个珊瑚礁点的鹦鹉鱼数据，以计算每个点的碳酸盐预算。珊瑚礁区从干托尔图加斯到圣卢西湾延伸了350英里。正的碳酸盐预算表明珊瑚礁随着时间的推移在增长，而负的碳酸盐预算表明珊瑚礁正在失去结构。来自NOAA的国家珊瑚礁监测计划和国家大地测量的数据被用来计算整个南佛罗里达州的碳酸盐生产和碳酸盐侵蚀情况。佛罗里达州珊瑚礁地带碳酸盐预算的主要驱动因素是珊瑚覆盖量和鹦鹉鱼生物量，他们发现，506个地点每年都在失去珊瑚礁生境。"这些发现强调了加强管理策略的必要性，如种植珊瑚，以帮助恢复已经失去的珊瑚结构，"研究的共同作者EricaTowle说，她是NOAA国家珊瑚礁监测项目的协调员，也是UMRosenstiel学校的校友。"向前看，我们可以把它作为一个基线来实施和跟踪管理战略的成功。"佛罗里达珊瑚礁区是美国大陆唯一的活珊瑚堡礁，也是世界上第三大珊瑚堡礁系统。在过去十年中，佛罗里达州珊瑚损失的最大驱动力包括漂白事件、船舶搁浅和疾病，如2014年发现的石珊瑚组织损失病，该病继续摧毁佛罗里达和加勒比海的珊瑚礁。根据NOAA的数据，佛罗里达州的珊瑚礁支持了7万个工作岗位，每年创造约85亿美元的销售和收入。健康的珊瑚礁还可以保护海岸线免受洪水和风暴潮的影响。Morris说："除非实施管理策略，否则佛罗里达州不断侵蚀的珊瑚礁将可能降低珊瑚礁维持这些重要的经济和生态系统服务的程度。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338207.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338207.htm

研究表明良好的水下“声景”可以拯救受损的珊瑚礁

研究表明良好的水下“声景”可以拯救受损的珊瑚礁研究人员的目标是通过让珊瑚礁"沐浴"在从充满生机的珊瑚礁中采集的声音中，刺激受损珊瑚礁的新生物生长。最近发表的一项研究描述了一种很有希望恢复珊瑚礁健康状况的新方法，为科学家提供了拯救和重新繁殖最重要的海洋生态系统之一的机会。据估计，自1950年以来，世界上一半的珊瑚礁栖息地已经消失。全球变暖、过度捕捞、污染和疾病爆发等致命因素共同造成了这一可怕的局面。现在，研究人员正试图通过重新安置人工培育的珊瑚群落来恢复受损的珊瑚礁，这些珊瑚群落能够抵御当今变暖的海水。马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的研究员青木（NadeÌÂgeAoki）提出了一种不同的珊瑚礁繁殖方法。青木和她的同事们在之前关于珊瑚幼虫游向珊瑚礁声景的研究基础上，开发了自己的声音装置来测试新方法。研究人员在加勒比海美属维尔京群岛沿岸部署了一套水下扬声器系统，启动了一项涉及三个不同珊瑚礁的实验。他们只在一个珊瑚礁上播放了模拟珊瑚礁繁忙活动的声音效果，以测试他们释放到海水中的珊瑚幼虫会有什么反应。在连续三个晚上播放健康珊瑚礁的声音后，青木和她的同事发现，珊瑚幼虫在播放声音的地方定居的可能性平均增加了1.7倍。而在远离水下扬声器系统的地方，珊瑚幼虫的定居率则有所下降，这表明广播确实提高了珊瑚幼虫的活动水平。青木说，这项研究取得了有趣而有希望的结果，但还需要进行更多的研究，以确定其他珊瑚物种是否能从健康的珊瑚礁声音景观中受益，以及新的定居地如何随着时间的推移而发展。Aoki强调说，最终目标必须是确保新珊瑚群的存活。海洋生物学家史蒂夫-辛普森（SteveSimpson）指出，20年来，他一直在利用珊瑚礁声音吸引鱼类幼虫进入珊瑚礁。他认为，如果我们能保护濒临灭绝的珊瑚礁生态系统，其中的经验能帮助能拯救任何物种。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423862.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423862.htm

拯救珊瑚礁的重要方法：让海水清澈 使其更好地获得阳光

拯救珊瑚礁的重要方法：让海水清澈使其更好地获得阳光宾夕法尼亚州立大学的博士后学者、该研究的主要作者TomásLópez-Londoño说："珊瑚礁是地球上生物最丰富的生态系统之一。为了更好地了解这种多样性，我们研究了阳光在珊瑚和为其生存提供氧气的藻类之间的共生关系中所扮演的角色。我们发现，水下的光照强度在珊瑚的共生藻类为维持其光合作用而消耗的能量中起着至关重要的作用。"他解释说，这些发现虽然新颖，但几乎没有什么启示。科学早已表明，阳光是维持地球上生命的几乎所有生化反应的主要能量来源，但是阳光对珊瑚的影响还没有被充分理解。López-Londoño说："我们开发了一个模型，为珊瑚的生物多样性模式提供了一个机制上的解释。这一解释的核心是水的透明度，这意味着保护水下的光照气候应该是珊瑚礁保护的优先事项。它与减轻污染、限制海洋酸化和减少热应力一样至关重要。"研究人员研究了生长在水族箱中的珊瑚，模拟深度和阳光的梯度，以建立一个数学模型，描述珊瑚的光合作用能量随深度变化与物种多样性梯度之间的关联。然后，他们在现有公布的数据上测试了该模型，比较了全球海洋生物多样性热点地区的水清澈度和生物多样性模式对比的珊瑚礁。该团队的生产力-生物多样性模型解释了64%到95%的珊瑚物种丰富程度与深度的相关变化，表明物种丰富度随深度变化的大部分是由阳光照射的变化驱动的。宾夕法尼亚州立大学生物学教授、该研究的共同作者RobertoIglesias-Prieto说："该模型非常优雅，因为它只考虑了两件事。眼于生产力，即一个藻类从太阳中提取能量的潜力，以及生活成本，即修复光合作用机器的成本。这是一个非常简单的概念，它可以解释现有的经验数据。"针对全球数据集运行他们的模型后，研究人员发现，阳光支持的藻类能量供应的变化在珊瑚群落内物种多样性的空间变化中起着重要作用。研究结果表明，具有充足阳光的高产海底环境是防止人口和环境变化造成物种灭绝风险的重要保障。Prieto说，这些发现为珊瑚礁保护提供了一个新的策略：保护水的透明度。研究人员发现，维持珊瑚礁的水光学质量是保护珊瑚生物多样性和防止珊瑚礁退化的根本。我们倾向于对大规模的威胁做出反射性反应，如海洋酸化和气候变化的热应力。社区可以通过减少与人类发展相关的沉淀和污染来保护当地海水的透明度--而且任何人都可以参与这项工作。与珊瑚面临的许多环境威胁不同，这是可以而且应该在当地管理的事情。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345191.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345191.htm