南极惊现20只触手的“海怪” 为啥深海动物都胡乱长？

南极惊现20只触手的“海怪”为啥深海动物都胡乱长？这次发现的“海怪”有20厘米高，图源：McLaughlin由于这个20根触手的新物种实在太像克苏鲁神话中的巨型章鱼了，所以它像病毒一样在互联网上疯传。图：克苏鲁神话中的巨型章鱼很多人可能也会感到好奇，为什么深海中的动物长相都这么奇怪呢？其实，这和我们对海洋的了解非常少有很大关系，我们现在对海洋的探索还不到20%，而对深海的探索甚至可能连5%都不到。为什么我们对海洋知之甚少？虽然海洋就在我们星球，但相较于火星和月球，就目前绘制的地图来说，海底地图还远没有火星和月球的表面地图来得更详细，和更可靠。这是因为海水会有效吸收电磁辐射，而现在绘制地图的常用手段就是利用卫星发射信号，然后通过反射回来的信号进行绘制，利用的就是电磁辐射。不过，从2017年开始，科学家们使用多波束声纳信号来绘制海底地图，但是效率不高，截止今年6月份，已经绘制完成23.5%，预计到了2030年将会绘制结束，到时人类就能了解海底具体是什么样的了。其实，绘制海洋地图的主要作用是帮助船只找到正确的航线，对海洋动物的探索和研究帮助还是比较有限的，这些还是要人们亲力亲为才行。但是，实际上下海一点都不比登天容易，甚至可能更难，人类历史上总共将12个人送上月球，但只有将3人下降到马里亚纳海沟——海洋最深处。因为无论是深海的压力，还是探测器在里面的能见度，都让人们不那么容易去探索。从这次探索发现的8个物种中就有4种是没有描述过的，新物种的概率达到50%，由此可见我们对海洋的探索有多局限。只有等我们探索越来越深入，对海洋动物的了解才会越来越多，我们才不会觉得它们奇怪。这个20只触手的海怪是什么？实际上，这次南极海域新发现的长着20只触手的“海怪”，只要你了解它们这个类群的生物，就不会觉得太奇怪了，因为这个类群基本都长这样。新发现的这个“海怪”其实就是海百合，科学家给它取了学名——南极草莓海百合，但是你会发现它与我们熟悉的海百合会有点不同。我们熟悉应该是这种：这种：还有这种：它们应该像是百合花一样有自己的茎才是，这次新发现的这个咋没有呢？其实很简单，因为海百合有两种，一种就是这种有茎的，通常就是被叫作“海百合”，还有一种是没有茎的，就是这次发现的这种，被称作“羽毛星”。羽毛星可以自由移动，有许多触手，触手上还有各种分支，总之就是和这个新发现的南极草莓海百合没啥区别就是了。这次发现的羽毛星，躯干呈草莓状，因此得名，图源：McLaughlin我并没有在这项研究的相关报道中看到这次新发现的这个海百合具体生活在什么深度，但是从图片上就可以了解到，它应该来自于超过1000米的深海。至于为什么会这么推断，那就要说到海洋动物存在的一些普遍特征了，其实只要我们了解了这些普遍特征，下次看到海洋新物种时就不会觉得太奇怪了。海洋动物也有普遍特征对海洋动物影响最大的就是光线和水压，它们的生理特征基本是适应由不同深度造成的不同太阳辐射量和压力而打造的。首先，可见光很难穿透200米深的海水，而到了1000米深之后，太阳的电磁辐射基本就到达不了了。所以，实际上超过200米的深度就已经看不到光合作用的植物和微生物了，除了海底热泉旁之外，只有一些极端动物和异养微生物有机会在更深的地方生存。不过，有趣地方不是，海洋动物有一个非常有趣的颜色分层，就像下面这张图片展示的这样：海洋中的蓝色动物生活在靠近海面的地方；再往深处一点，动物的颜色变成上面蓝色，下面白色；在更深一点，动物通常是透明的，但内脏是红色的；再深一点，动物全身呈红色或黑色；最后是更深的海底，几乎所有动物都是淡红色或奶油色。这种颜色的明显分层，原因目前并不是特别明确，但很可能就是因为海水随着深度的增加太阳辐射减少造成的。就像陆地动物的外观会变得和环境颜色差不多一样，海洋动物也会这样做，它们的颜色其颜色和亮度必须与背景相匹配。电磁辐射波长越短穿透力则越强，红光和红外光是最难穿透更深海水的，这意味着生活在深水中的红色动物基本上是不被看见的，所以深海在最先出现的是红色动物，它不会被照亮，依然可以保持与背景一个颜色。同样由于随着深度的增加，来自太阳的辐射很少，海底动物的眼睛会变得特别大，这是因为他们需要更多的辐射进入自己的眼睛。深海动物的眼睛是有用的，因为即便只有微弱的辐射，对于它们来说也是有用的。另一方面，深海压力会变得越来越大，越来越冷，生存条件越来越差，这导致海底动物往往很大，这个被称为深海巨人症。海底动物抵抗深海压强的方式有很多，包括产生一些特殊的蛋白质，但是最普遍的做法还是让自己变得和海水一样。图：深海水滴鱼所以，你会发现深海动物的身体通常基本都是水，捞出来之后，就像是一滩烂泥一样。随着深度的增加，生存环境变得越来越极端，食物的短缺和被捕食压力的减少，让动物降低了新陈代谢。你会发现在自然界中，新陈代谢慢的动物寿命往往会更长，这是因为新陈代谢慢的话，往往意味着动物只有通过延长寿命来增加繁殖机会才更有可能延续基因，或者说对于新陈代谢慢的动物而言，长寿就是一种进化优势。所以，海底动物通常寿命很长，它们有更多时间来发育自己，而且由于身体充水厉害，也没啥捕食者威胁，所以深海动物往往体型比较大。好了，现在回到这次新发现的这只海百合。从图片上来看，这只南极草莓海百合显现乳白色，不带任何杂色，而且体型也不小，所以我推断它应该是在最深的海底发现的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377753.htm

哈佛大学的科学家们揭示了乌贼和章鱼如何发展出它们聪明的大脑袋

哈佛大学的科学家们揭示了乌贼和章鱼如何发展出它们聪明的大脑袋这不是什么秘密，是什么让它成为可能。头足类动物，包括章鱼、乌贼和墨鱼拥有所有无脊椎动物中最复杂的大脑。然而，它们如何开发这些大型大脑的过程一直是个谜。哈佛大学一个研究这些生物的视觉系统的实验室认为，他们在理解这一过程方面取得了重大进展，因为这些生物的大部分中央处理组织都集中在视觉系统。他们说，这个过程看起来令人惊讶地熟悉。来自FAS系统生物学中心的研究人员描述了他们如何使用一种新的活体成像技术，几乎实时地观察神经元在胚胎中的形成。然后他们能够通过视网膜的神经系统的发展来追踪这些细胞。他们看到的情况让他们感到惊讶。这是本文中产生的实时成像数据的一个例子。眼睛中的细胞膜被标记为荧光染料，使我们能够看到发育过程中的单个细胞行为。资料来源：KristenKoenig他们追踪的神经干细胞的行为与脊椎动物在神经系统发育过程中这些细胞的行为方式极为相似。这表明，尽管脊椎动物和头足类动物在5亿年前就相互分化，但它们不仅在使用类似的机制来制造它们的大大脑，而且这一过程以及细胞的行为、分裂和形状的方式可能基本上布局了开发这种神经系统所需的蓝图。"我们的结论令人惊讶，因为我们对脊椎动物神经系统发育的许多了解长期以来一直被认为是该系的特殊情况，"约翰-哈佛大学杰出研究员和该研究的高级作者克里斯汀-科尼格说。"通过观察这个过程非常相似的事实，它向我们建议的是，这两个独立进化的非常大的神经系统正在使用相同的机制来构建它们。这表明的是，动物在发育过程中使用的那些机制--那些工具--可能对构建大的神经系统很重要。"来自科尼格实验室的科学家们集中研究了一种叫做Doryteuthispealeii的乌贼的视网膜，更简单地说就是一种长鳍乌贼。这种鱿鱼长到大约一英尺长，在西北大西洋中非常多。作为胚胎，它们看起来相当可爱，有着圆圆的大脑袋和大眼睛。研究人员使用了与研究模式生物（如果蝇和斑马鱼）所流行的类似技术。他们创造了特殊的工具，并使用尖端的显微镜，可以每十分钟拍摄一次高分辨率的图像，连续拍摄数小时，以观察单个细胞的行为。研究人员使用荧光染料来标记细胞，以便他们能够绘制和跟踪它们。这种活体成像技术使研究小组能够观察被称为神经祖细胞的干细胞以及它们是如何组织的。这些细胞形成了一种特殊的结构，称为假上皮细胞。它的主要特征是细胞被拉长，所以它们可以密集地排列。研究人员还看到这些结构的细胞核在分裂前后都会上下移动。他们说，这种运动对于保持组织的有序性和生长的持续很重要。这种类型的结构在脊椎动物物种如何发展其大脑和眼睛方面是普遍的。在历史上，它被认为是脊椎动物的神经系统能够增长得如此巨大和复杂的原因之一。科学家们已经在其他动物中观察到这种类型的神经上皮的例子，但是他们在这个例子中观察的乌贼组织在其大小、组织和细胞核的移动方式上与脊椎动物的组织异常相似。这项研究由科尼格实验室的研究助理FrancescaR.Napoli和ChristinaM.Daly领导。接下来，该实验室计划研究头足类动物大脑中不同的细胞类型是如何出现的。科尼格想确定它们是否在不同的时间表达，它们如何决定成为一种类型的神经元而不是另一种，以及这种行动在不同的物种中是否相似。科尼格对摆在面前的潜在发现感到兴奋，他说："这类工作的一个重要启示是，研究生命的多样性是多么有价值。通过研究这种多样性，你实际上可以真正回到关于甚至我们自己的发展和我们自己的生物医学相关问题的基本想法。你可以真正谈论这些问题。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337677.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337677.htm

难以捉摸的幽灵鲨 - 揭开最奇特的深海生物之一的秘密

难以捉摸的幽灵鲨-揭开最奇特的深海生物之一的秘密"我们对这些难以捉摸的鲨鱼亲戚知之甚少，对它们的产卵习性和胚胎发育更是一无所知，"UF生物学助理教授加雷思-弗雷泽（GarethFraser）在出发前说。"我们将部署遥控潜水器，试图找到这些幽灵鲨产卵的地方。"弗雷泽说，幽灵鲨（正式名称为"chimaeras"）与鲨鱼和鳐鱼有亲缘关系，但在进化过程中却相隔了近4亿年，是最神秘、研究最不充分的鱼类之一。它们通常生活在深海中，因此科学家对它们的了解并不多。然而，世界上有几个地方，包括华盛顿沿岸的盐海，chimaeras会进入较浅的水域繁殖和觅食，尤其是在夏季。如果我们能找到它们的胚胎，我们就能开始了解导致这些鱼类特有的一些奇怪形态或生物特征的发育过程。佛罗里达大学生物学家加雷思-弗雷泽（GarethFraser）拿着一条幽灵鲨。图片来源：佛罗里达大学例如，幽灵鲨有一双像兔子一样圆溜溜的大眼睛，当它们在黑暗中匍匐觅食时，这双眼睛能让它们看见东西。它们有像啮齿动物一样不断生长的牙板，这就是它们经常被称为鼠鱼的原因。鲨鱼的皮肤上布满了牙齿，而chimaeras的皮肤上却没有牙齿，雄性chimaeras的前额上有一个巨大的球状物，叫做tenaculum，上面长着尖尖的牙齿，看起来就像鲨鱼的牙齿。弗雷泽解释说："我们认为，它们在交配时会利用这个头部扣环，就像头部的第二个'下巴'一样，咬住雌性并将其吸附在雌性身上。幽灵鲨是一类非常奇特的鲨鱼近亲，它们的生物学特性让它们有点另类。当我们有机会在这些不起眼的鱼类觅食和繁殖的地方找到它们时，我们必须去寻找它们。"雄性幽灵鲨的额头上有一个巨大的凸起，称为"tenaculum"。资料来源：佛罗里达大学去年，弗雷泽和全球其他研究人员在深水拖网项目中成功找到了成年幽灵鲨，但对年长鱼类的研究并不能揭示它们的发育过程。今年夏天对鬼头鲨筑巢区的水下搜索是首次针对这一物种的水下搜索。"弗雷泽说："去年我们发现了很多不同阶段的鱼，从刚孵化的幼鱼到完全成熟的成鱼，所以今年我们要回去寻找它们的育儿场。佛罗里达大学生物学家卡莉-科恩（KarlyCohen）在西雅图的一个码头上操作遥控潜水器。资料来源：佛罗里达大学幽灵鲨探索项目得到了美国国家科学基金会（NationalScienceFoundation）对鲨鱼皮牙的资助和弗雷泽的佛罗里达大学启动基金的支持。该团队希望揭开牙齿起源的秘密，这将有助于他们进一步了解如何重新长出人类的牙齿。为期四天的考察于6月11日在西雅图开始，考察小组在一个码头上操作遥控潜水器（ROV），它实质上是一架水下无人机，在大约10米深的海底寻找幽灵鲨的筑巢地点。未来几周，研究小组将在普吉特海湾的埃利奥特湾和圣胡安群岛附近的其他地点，从船上部署深约100米的遥控潜水器。ROV上布满了360度视角的摄像头，它捕捉到的图像将为科学家们回到实验室后创建一个海洋深处的虚拟现实场景。弗雷泽说："这将把我们带到华盛顿州附近的海域，这样我们就可以虚拟地与这些幽灵鲨一起游泳，近距离、全景式地观察它们所处的环境。"弗雷泽实验室的UF生物学博士后卡莉-科恩（KarlyCohen）最初找到了潜在的幽灵鲨哺乳地点，她说他们的项目是帮助加强保护工作的绝佳机会。"了解这些研究不足的深水鱼类及其繁殖策略非常重要，"她说。"最终，我们希望保护这一真正富有魅力的物种。"这项研究由美国国家科学基金会资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374775.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374775.htm

科学家在墨西哥湾发现巨大深海等足目动物 比普通具足虫大2500%

科学家在墨西哥湾发现巨大深海等足目动物比普通具足虫大2500%科学家们已经确定了Bathonymus的一个新物种，这是著名的深海等足目动物，其在互联网上的名声使它们成为自《小美人鱼》的Sebastian以来最著名的水生甲壳类动物。活着的Bathonymus大约有20种，这是一个神秘而原始的群体，栖息在海洋的底栖区--其最深的地方，很少有人亲自去探索。等足目动物与更为人所知的十足类动物（螃蟹、虾和龙虾）只有远亲关系。一组研究人员刚刚揭示了这一名单中的最新生物--B.yucatanensis，一个长约26厘米（10英寸）的新物种。这使得它比普通的具足虫大了大约2500%。来自中国台湾地区、日本和澳大利亚的科学家们于8月9日在同行评议的《自然历史杂志》上发表了他们的发现。深海等足目动物属于包含陆地等足类动物的同一群体，这些动物以腐烂物质为食，任何一个举起过石头或在花园里挖过的人都可能对它们感到熟悉。事实上，它们看起来非常相似，但它们的体型却非常大--它们中最大的可以长到近50厘米（20英寸）。而且，就像具足虫一样，虽然它们看起来有点吓人，但它们对人类完全无害。它们奇怪的特征和不寻常的尺寸催生了无穷无尽的模因和各种各样的产品来庆祝它们可爱的怪癖，从毛绒玩具到手机壳。这次发现的B.yucatanensis为等足目动物增添了新的成员，并使墨西哥湾已知的Bathonymus物种总数达到三个。它最初被认为是B.giganteus的一个变种，是深海等足目动物中最大的一个。然而，对2017年在尤卡坦半岛附近的墨西哥湾约600至800米（2000至2600英尺）深处用诱饵陷阱捕获的标本进行仔细检查，发现了一系列独特的特征。“B.yucatanensis在形态上与B.giganteus和B.maxeyorum都不同，”作者声称。由日本江之岛水族馆持有，研究的个体与它的亲属有微妙的不同。研究人员说：“与B.giganteus相比，B.yucatanensis的身体比例更细长，总长度更短......而且pereopods胸肢更细长。它的触角也更长。这两个物种有相同数量的胸棘。这些刺从甲壳类动物的尾端伸出来。”他们补充说：“Bathynomusgiganteus在一个多世纪前被发现，已经研究了1000多件标本，直到现在还没有发现具有相同数量胸棘刺的第二个物种。只用胸棘刺的肤浅检查，很容易导致B.yucatanensis的标本被误认为是B.giganteus。”为了确定这一点，研究人员对B.giganteus和B.yucatanensis进行了分子遗传学分析。他们写道：“由于两个基因（COI和16SrRNA）的序列不同，再加上形态上的差异，我们将其确定为一个新物种。他们构建的系统发育树显示B.yucatanensis与B.giganteus关系最密切。”“B.giganteus确实是与B.yucatanensis最接近的物种，”作者断言。“这表明这两个物种可能有一个共同的祖先。此外，在西大西洋的热带地区可能还有其他未被发现的Bathynomus属。”该论文还澄清了来自中国南海的标本被确认为B.kensleyi实际上是B.jamesi。B.kensleyi被限制在澳大利亚沿海的珊瑚海。作者警告说：“越来越明显的是，Bathynomus的物种在整体外观上可能极其相似，而且该属的物种误认也有很长的历史。”他...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303499.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1303499.htm

科学家通过对40多万块化石的分析解开困惑人们200年的生物多样性之谜

科学家通过对40多万块化石的分析解开困惑人们200年的生物多样性之谜研究人员利用近50万块化石解决了一个有200年历史的科学之谜：为什么不同物种的数量在赤道附近最多，而向极地地区稳步减少。这一结果--今天（2023年2月15日）发表在《自然》杂志上--对生物多样性是如何在漫长的时间尺度上产生的，以及气候变化如何影响全球物种的丰富性给出了宝贵的见解。人们早就知道，在海洋和陆地系统中，物种（包括动物、植物和单细胞生物）显示出一个"纬度多样性梯度"，生物多样性在赤道达到顶峰。但是直到现在，有限的化石数据使研究人员无法彻底调查这种多样性梯度最初是如何产生的。在这项新的研究中，牛津大学、利兹大学和布里斯托尔大学的研究人员使用了一组叫做浮游有孔虫的单细胞海洋浮游生物。该小组分析了全球化石数据库中的434113个条目，涵盖了过去的4000万年。然后他们调查了物种数量在时间和空间上的关系，以及纬度多样性梯度的潜在驱动因素，如海面温度和海洋盐度水平。主要发现有：现代的纬度多样性梯度大约在3400万年前首次开始出现，因为地球开始从一个较温暖的气候过渡到较冷的气候。这个梯度最初仍然很浅，直到大约1500-1000万年前，它才明显变陡。这与全球降温的显著增加相吻合。浮游有孔虫的丰富度高峰出现在4000-2000万年前的高纬度地区。然而，到大约1800万年前，丰富度的峰值转移到纬度10°到20°之间，与今天观察到的多样性模式一致。物种丰富度与海面温度之间存在着强烈的正相关关系--无论是在特定地点的时间模型，还是在特定时间的不同地点。物种丰富度与温跃层的强度之间也有正相关关系：温跃层是存在于海洋表面较暖的混合水和下面较冷的深水之间的温度梯度。据研究人员说，这些结果表明，现代浮游有孔虫的物种丰富度分布可以用过去1500万年中从赤道到两极的纬度温度梯度变陡来解释。与高纬度地区相比，这可能在热带地区的水体中开辟了更多的生态位，促进了更大的物种进化率。为了验证这一假设，研究人员调查了现代浮游有孔虫物种在垂直水柱中不同深度的生活状况。他们发现，在靠近赤道的低纬度地区，与高纬度地区相比，今天的物种在水柱中的垂直分布更为均匀。浮游有孔虫物种GlobigerinellaadaMSI的外壳的扫描电子显微镜图像。这个标本是在GLOW巡航中从西南印度洋的海底沉积物中收集的这表明，现代多样性梯度的一个关键驱动因素是，从1500万年开始，低纬度和高纬度地区之间以及水体内部的海面温度差异明显增加。热带地区较温暖的水域能够支持更广泛的不同温度的生境和垂直水柱内的生态位，鼓励更多的物种进化。今天的热带地区比过去温暖时期（如始新世和中新世）的热带地区更丰富，当时海洋中几乎没有垂直的温度梯度，这一事实就证明了这一点。此外，高纬度地区海水温度的降低可能导致许多地区的物种种群灭绝，从而造成了现代的多样性梯度。图表显示在地球历史的不同时期，不同的浮游有孔虫物种的数量是如何随纬度变化的。资料来源：Fenton等人，《自然》2023年浮游有孔虫起源于早至中侏罗纪时期（大约1.7亿年前）。它们在世界各地的海洋中被发现--从极地到赤道--并在海洋的上层两公里处占据一系列的生态位。由于它们产生坚硬的外壳，因此可以大量保存下来。浮游有孔虫在全球范围内的丰富数量和它们在过去6600万年的特殊化石记录使它们成为这项研究的理想群体。该研究的主要作者ErinSaupe博士（牛津大学地球科学系）说。"通过解决生物多样性的空间模式如何在深层时间中变化，我们提供了宝贵的信息，对于理解生物多样性如何在地质时间尺度上产生和维持至关重要，这超出了现代生态学研究的范围。"浮游有孔虫（右下）的光镜图像，它被延伸到周围环境中的细胞质细线所包围。这个活标本是最近在GLOW巡航中从西南印度洋的水中采集的。资料来源：TracyAze,利兹大学该研究的共同作者TracyAze副教授（利兹大学地球与环境学院）补充说："尽管它们小到可以装在针头上，但浮游有孔虫拥有科学上已知的最完整的物种级化石记录。我们的研究建立在60年的深海样本收集和研究科学家对数十万个标本的辛勤计数和记录之上。能够产生关于物种分布的驱动因素的如此重要的结果，并为这个美妙的化石档案伸张正义，真是太棒了"。研究报告的共同作者、布里斯托尔大学地理科学系的高级研究助理AlexFarnsworth博士说。"了解为什么在古代历史中，靠近赤道的物种更加多样和丰富，而靠近两极的物种则较少，这可以让人们了解海洋物种，如浮游生物，在未来可能做出的反应。这些微小的单细胞生物是海洋食物链中的一个重要环节，因此研究它们对不断变化的气候的反应可能有助于我们更好地预测随着气候变化的不断发生，温度继续变暖，它们将可能受到怎样的影响。这对海洋食物网，如鱼类和水生哺乳动物，如海豹和鲸鱼，有潜在的巨大影响，并可用于告知未来保护海洋生物和保护生物多样性的措施。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1344583.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1344583.htm