巨型食草动物:大自然对抗入侵植物的秘密武器

巨型食草动物:大自然对抗入侵植物的秘密武器Goldencrownbeard原产于北美洲,在印度蔓延,给当地农民等造成了困扰。这种植物在丹麦也是入侵植物。资料来源:SuryodaySinghMann大型食草动物可以通过吞噬和践踏威胁生物多样性的入侵植物物种,在保护当地生态系统方面发挥至关重要的作用。乍一看,人们可能会认为这些食草动物也会以本地植物为目标。然而,本地植物已经与这些大型动物共同进化了数千年,使它们能够抵御这种相互作用,而入侵物种则不同。这是奥胡斯大学和印度野生动物研究所刚刚在科学杂志《自然生态与进化》上发表的一项新研究得出的结论。这项研究表明,利用大型食草动物作为天然武器来防止入侵植物与本地物种竞争的潜力巨大。至少,它在研究人员收集数据的印度是有效的。更具体地说,这些数据来自世界上规模最大的野生动物调查(每四年进行一次),以及印度广泛的植物监测计划。(有关这项调查的信息,请参阅本文底部的资料框)。不过,研究人员指出,这些结果也适用于那些没有像印度那样大型食草动物的地区。丹麦奥胡斯附近格丁-卡斯特德莫斯野化项目中的马和水牛。图片来源:奥胡斯大学PeterF.Gammelby关注大型食草动物这项研究基于研究人员所说的巨型食草动物,即体重超过一公吨的动物。在印度,这些动物包括大象、犀牛、野生水牛和印度野牛(世界上最大、最重的牛)。研究表明,巨型食草动物的数量与本地植物物种和入侵植物物种之间的平衡存在正相关:巨型食草动物多的地方,本地植物也多,入侵植物少。反之亦然。在入侵物种占主导地位的地方,巨型食草动物很少或根本没有。印度的一些地区除外,那里的入侵植物长得又高又密,巨型食草动物根本无法靠近。用相机陷阱"捕捉"到的一群印度野牛。尕尔牛是世界上现存最大的牛类,体重可远远超过一吨。资料来源:AITE2018,NTCA-WII,印度入侵物种:全球威胁这些发现的意义在于,联合国将入侵物种列为全球生物多样性的首要威胁。这些入侵物种包括各种非本地物种的动物、植物和真菌,它们往往会对本地生物多样性造成危害。在过去的半个世纪里,全球为抵御这些入侵物种所做的努力耗资超过1200亿美元,但成效有限。巨型食草动物的体型庞大,这意味着它们会吃掉大量不同种类的植物。它们习惯于吃许多不同的植物物种,甚至是营养价值较低的物种,因为它们根本无法挑剔。因此,它们更有可能在食物中加入不熟悉的植物。研究小组本可以将小型食草动物纳入研究范围,但它们在当地生态系统中的作用更为复杂;老虎和豹子的菜单上也有它们的身影。而大象等则不是。因此,我们回到如何在没有大象、犀牛等动物的国家应用这项研究的问题上来。并不需要巨型食草动物来遏制入侵植物物种--体型稍小的大型和中型物种也能产生类似的效果。"虽然欧洲野化项目中释放的一些牛可以长到一吨多,但体重不到一吨的动物也能产生类似的效果。在匈牙利,研究表明水牛可以驱赶入侵的大金丝楠木;这一物种在丹麦也是一个问题。"奥胡斯大学的Jens-ChristianSvenning教授说:"在丹麦,苏格兰高地牛也被用来抑制玫瑰果灌木丛;这种亚洲物种通常被认为是丹麦大自然中的问题物种。"该研究的第一作者尼纳德-阿维纳什-蒙吉(NinadAvinashMungi)是奥胡斯大学的一名博士后,他强调说,放牧动物的大小并不是对抗入侵物种的决定性因素。"大型、中型和小型食草动物的混合使用非常容易。在野化项目中,鹿、水牛、牛和马可以很好地配合,它们还可以一起针对不同的入侵植物物种。这也使得野化工作更灵活、更有弹性,像印度那样开展大规模的欧洲生物多样性调查是一个非常好的主意。欧洲有更多的资金可以投资于自然和自然恢复。"将印度的调查称为世界上最大的调查并不为过。它拥有26838拍摄地点,在吉尼斯世界纪录中占有一席之地,甚至还涉及野外工作,数万名参与者徒步覆盖了总面积达38.12万平方公里的森林。这项调查每四年进行一次。主要目的是了解该国老虎种群的状况,但摄像机中的运动传感器探测到的远不止条纹食肉动物。数以千计的大象、犀牛、野生水牛和印度野牛(世界上最大的野生牛种)也出现在近3500万张照片中。海量数据还包括大量植被和粪便样本。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382127.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1382127.htm

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科学家发现大自然对抗珊瑚白化的秘密武器

科学家发现大自然对抗珊瑚白化的秘密武器由意大利技术研究所(IIT)和米兰比可卡大学(UniversitàdegliStudidiMilano-Bicocca)的科学家组成的研究小组与意大利热那亚水族馆(AcquariodiGenova)合作,开发了一种可生物降解的生物材料,用于输送这种分子,而不会对周围的海洋环境造成破坏。热那亚水族馆进行的测试表明,这种材料在防止珊瑚白化方面具有显著效果。在极端情况下,珊瑚白化会导致珊瑚生物死亡,给珊瑚礁带来毁灭性后果。这些珊瑚礁对全球经济、保护海岸线免受自然灾害以及保护海洋生物多样性至关重要。大多数珊瑚与微藻共生,微藻对珊瑚的生存和鲜艳的颜色至关重要。然而,气候变化造成的海水和海洋温度上升会破坏这种共生关系,导致珊瑚白化。在这种情况下,珊瑚会因失去藻类而变白,并面临饥饿的危险。近年来,由于气候变化,这种情况已经影响到世界上大多数主要的珊瑚大堡礁,包括澳大利亚的大堡礁。遗憾的是,目前还没有有效的方法来应对和预防珊瑚白化,以免严重危害这些栖息地及其相关的生物多样性。印度理工学院和米兰比可卡大学的研究人员与热那亚水族馆合作,展示了姜黄素在防止气候变化引起的珊瑚白化方面的功效。这种天然分子是通过一种基于玉米蛋白(一种从玉米中提取的蛋白质)的生物材料的可控过程输送到珊瑚体内的。该系统由研究人员自行开发,以确保环境安全。在热那亚水族馆进行的测试中,模拟了热带海洋过热的条件,将水温升高到33°C(91°F)。在这种情况下,所有未经处理的珊瑚都出现了白化现象,而姜黄素处理过的珊瑚则没有任何白化迹象。这一结果表明,该技术能有效降低珊瑚对热应力的脆弱性。这项研究使用的珊瑚物种是Stylophorapistillata,这是一种常见于热带印度洋的珊瑚,已被列入世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录。这项研究的第一作者、意大利技术研究所智能材料小组研究员、米兰比可卡大学环境与地球科学系研究员马尔科-孔塔迪(MarcoContardi)说:"这项技术已经申请了专利,事实上,这项研究的下一步工作将重点关注其在自然界中的大规模应用。与此同时,我们还将研究使用其他天然抗氧化物质来阻止白化过程,从而防止珊瑚礁遭到破坏"。米兰比可卡大学海洋研究与高等教育中心(MaRHE)副主任、DISAT研究员西蒙-蒙塔诺(SimoneMontano)说:"使用可生物降解和生物兼容的新材料,能够释放出减少珊瑚白化的天然物质,这是一种全新的做法。我坚信,这种创新方法将是海洋生态系统恢复战略发展过程中的一个重大突破。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371861.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1371861.htm

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史前便便讲述哥伦比亚安第斯山脉巨型动物灭绝的故事

史前便便讲述哥伦比亚安第斯山脉巨型动物灭绝的故事由埃克塞特大学领导的研究人员确定,潘塔诺-德-蒙昆提瓦的大型动物的局部灭绝发生在大约23000年前,并在大约11000年前再次发生,极大地影响了生态系统。这项研究依赖于从PantanodeMonquentiva的泥炭沼泽中提取的样本,该沼泽位于东部科迪勒拉山脉距波哥大约60公里处。值得注意的是,这项研究是首次在哥伦比亚进行的此类研究。随着生物多样性现在处于危机之中,该研究结果强调了大型动物的消失如何再次改变维持野生动物和人类的生态系统。共同作者FelipeFranco-Gaviria博士和IsmaelG.Espinoza在Monquentiva收集沉积物样本。"我们知道大象等大型动物通过吃掉和践踏植被在调节生态系统方面发挥着重要作用,"埃克塞特全球系统研究所的DuniaH.Urrego博士说。"通过分析真菌孢子以及花粉和木炭的样本,我们能够追踪大型动物的灭绝,以及这种灭绝对植物丰度和火灾活动的影响。我们发现,当大型动物消失时,Monquentiva的生态系统发生了巨大的变化,不同的植物物种蓬勃发展,野火发生增加。"真菌孢子的分析没有显示哪些大型动物存在,但已知在这一时期在哥伦比亚游荡的物种包括巨型犰狳和六米高的巨型地懒。这些发现表明,丰富的巨型动物在该地区存在了数千年,然后在大约23000年前完全消失。大约5000年后,巨型动物又开始在该地区生活--可能数量较少--然后在大约1.1万年前的另一次灭绝浪潮中,它们几乎降至零。这些局部灭绝的原因尚不清楚,但气候变化和人类的狩猎是两种可能性。研究人员甚至认为,陨石撞击是原因之一。第一作者、埃克塞特大学自然地理学硕士生费利克斯-皮姆说:"巨型动物消失后,蒙昆提瓦的植物物种发生了转变,有了更多的木本植物和适口植物(那些被放牧动物所青睐的植物),而那些依靠动物散播种子的植物则消失了。在巨型动物灭绝之后,野火变得更加普遍--大概是因为易燃植物不再被吃掉或践踏。总的来说,我们的发现表明,这个栖息地对其巨型动物种群的减少高度敏感"。该论文的结论是,鉴于目前的生物多样性危机,保护工作必须考虑到当地食草动物的减少对某些植物物种的传播、对火灾活动的影响,以及生态系统服务(人类从自然界获得的价值)的潜在损失。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357835.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1357835.htm

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赖以生存的尾巴:月光蛾对抗蝙蝠的秘密武器

赖以生存的尾巴:月光蛾对抗蝙蝠的秘密武器佛罗里达州自然历史博物馆的博士生、两项研究的主要作者朱丽叶-鲁宾说:"它们的后翅背面有一些突起,末端是扭曲的、杯状的桨叶。从与蝙蝠和飞蛾在飞行室的实验工作中,我们发现这些结构似乎能以这样一种方式反映蝙蝠的声纳,蝙蝠经常将它们的攻击对准尾部而不是主体。"为一种特定功能而进化的特征往往可以被自然选择用于另一种功能,鲁宾想知道月光蛾扭曲的尾巴是否会带来任何额外的好处或隐藏的成本。月光蛾长长的拖尾似乎有一个单一的功能,几乎没有任何缺点。资料来源:蝙蝠插图,出自阿尔西德-德-奥比尼的《美洲航行》(1846-1847)。飞蛾插图来自《外来昆虫学插图》(1837年),作者DruDrury。丝蛾在三个大陆上多次独立地进化出了尾巴,而且这些附属物的长度可以有很大的不同。一些物种的后翅可以延伸到飞蛾翼展的两倍以上,而且尾巴越长,飞蛾就越有可能成功地挫败徘徊的蝙蝠。但是,丝蛾的尾巴远不是单调的诱饵,只为声纳感应的蝙蝠而设,它们往往在视觉上令人惊叹,就像风筝后面拖着的装饰性流苏。在整个动物和植物王国中,许多最多彩和诱人的结构被用来吸引配偶或授粉者,科学家们怀疑丝蛾尾巴可能也是如此。这种单一性状的双重功能并不是没有先例。草莓毒镖蛙(Oophagapumilio)鲜艳的颜色既能阻止捕食者,又能帮助雄性吸引配偶;雄性鹿和其他有蹄类动物用它们的鹿角来击退对手,并向雌性发出活力的信号;使用咔哒声或鸣叫声来破坏蝙蝠回声定位的蛾子,在求爱时可以用同样的声音谱写二重唱。月光蛾既没有产生声音的嘴,也没有听到声音的耳朵,但它们有敏感的眼睛和强大的探测气味的触角。当雌性月光蛾准备交配时,它们会栖息在一个地方,并释放出一种信息素,其中的一个分子就足以触发雄性的触角感知。密切相关的印度月光蛾(Actiasselene)的雄性可以从六英里以外找到雌性,只要沿着信息素羽流找到它的源头。鲁宾说:"我们不知道每天晚上有多少只雄性飞向雌性,她完全有可能叫来多个追求者,并有可能让她挑选。"鲁宾对这一想法进行了测试,设立了交配实验,将一只雌性月季蛾与两只雄性月季蛾围在一个飞行箱中:一只有正常的后翅,另一只去掉了尾巴。最初,数据似乎表明,雌性更喜欢翅膀保持完整的雄性,但额外的控制实验表明,这更可能是去除尾巴的附带影响。在试验中,两只雄性都被剪掉了翅膀,其中一只又粘上了尾巴,它们的交配成功率没有区别。尾巴是否使月光蛾对蝙蝠来说是隐形的,但对鸟类来说却很显眼?在证明了尾翼可能不会带来生存以外的任何额外好处之后,鲁宾想看看它们是否有任何明显的缺点。它们的长尾巴通过创造一个诱饵目标,有效地甩开了追捕的蝙蝠,但蝙蝠并不是月光蛾必须避免的唯一对手。它们的电绿色的尾巴上有明亮的粉红色的边框,这可能会使月光蛾被鸟类和其他在白天狩猎的视觉导向的捕食者注意到。其他生物体也要面对类似的权衡问题。萤火虫的生物发光显示使雄性更容易找到潜在的配偶,但这也使它们在夜间的青蛙和壁虎面前脱颖而出。月光蛾的生命非常短暂,在此期间,它们可以承受失去一两条尾巴。一旦它们从茧中出来,蛾子在死亡前有大约一周的时间来寻找配偶和繁殖,这就创造了非常紧张的成年期,在这个时期,熬过夜晚是最重要的。月光蛾在白天大多不活动,减少了它们在半空中被抓住的机会。然而,如果它们不能很好地隐藏自己,它们就有可能无法存活到入夜。鲁宾想知道,在这种高风险的捉迷藏游戏中,它们视觉上精心设计的尾巴是否使月光蛾处于不利地位。为了找出答案,她和她的同事们用糕点面团包裹黄粉虫,面团的形状和大小与月光蛾的身体一样,他们在上面附着真正的翅膀,其中一半有尾巴。他们把这些飞蛾的复制品部分地藏在鸟舍的树枝和树叶中,然后连续引入卡罗莱纳州的鹪鹩(Thryothorusludovicianus),记录这些鸟找到并吃掉了多少零食。结果表明,尾巴对鸟类找到假蛾子的能力没有影响。鲁宾说,这对我们来说可能很奇怪,因为我们是这种视觉导向的动物。但有证据表明,当鸟类试图从背景图案中区分食物时,可能会依赖图像。人类也会这样做。当试图完成"Where'sWaldo"的谜题时,人们经常在扫描页面时寻找Waldo衬衫上特有的红色水平线。有可能是月光蛾的尾巴与鸟类在觅食时期望看到的典型飞蛾和蝴蝶的模样不一致,这相当于Waldo穿着一件纯红色的衬衫,而不是他标志性的条纹。虽然不能说明所有的丝蛾,但这些研究表明,这些令人惊叹的复杂结构在月光蛾中是为了一个单一的功能而进化的。鲁宾说:"当我们在动物身上看到这些非常明显的身体特征时,我们往往会被我们听到的关于它们的故事所吸引。一个是显眼的特征是为了吸引配偶或与对手竞争,另一个是这些非常显眼的特征必须要有代价。这两项研究表明,测试这些假设真的很重要。作为视觉生物,对我们来说很明显的特质,对于猎杀它们的捕食者来说可能并不突出,而我们认为有活力和诱人的特质,对潜在的伴侣来说可能并不那么明显。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353993.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1353993.htm

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大自然的秘密口令:植物如何与空气“对话”

大自然的秘密口令:植物如何与空气“对话”研究人员通过空气传播的化合物实现了植物与植物之间交流的可视化,确定了激活植物防御威胁的特定信号和细胞反应。植物在受到机械损伤或昆虫攻击时会向大气中释放挥发性有机化合物(VOC)。未受损的邻近植物会感知到释放的挥发性有机化合物,并将其视为危险线索,从而激活防御反应,抵御即将到来的威胁(图1)。植物之间通过挥发性有机化合物进行空气传播的这一现象于1983年首次被记录下来,此后在30多种不同的植物物种中都观察到了这一现象。然而,从感知挥发性有机化合物到诱导防御的分子机制仍不清楚。图1:植物在受到昆虫破坏时会向大气释放挥发性有机化合物。完好的邻近植物会感知挥发性有机化合物,并启动先发制人的防御反应来对付昆虫。资料来源:MasatsuguToyota/琦玉大学植物对话的突破性可视化由MasatsuguToyota教授(日本埼玉大学)领导的研究小组通过VOCs对植物与植物之间的交流进行了实时可视化,并揭示了VOCs如何被植物吸收,从而启动依赖Ca2+的防御反应,抵御未来的威胁。这项突破性研究将于2023年10月17日发表在《自然通讯》(NatureCommunications)杂志上。YuriAratani和TakuyaUemura分别作为丰田实验室的博士生和博士后研究员领导了这项工作,并与日本山口大学的KenjiMatsui教授进行了合作。视频1:虫害植物释放的挥发性有机化合物诱导Ca2+信号(箭头)。资料来源:MasatsuguToyota/琦玉大学丰田说:"我们建造了一种设备,将毛虫喂养的植物释放的挥发性有机化合物泵送到未受损的邻近植物上,并将其与野外实时荧光成像系统相结合。这种创新装置可以观察到芥属植物拟南芥在接触到虫害植物释放的挥发性有机化合物后荧光的爆发性扩散(图2;视频1)。这种植物产生了细胞内Ca2+的荧光蛋白传感器,因此可以通过观察荧光的变化来监测细胞内Ca2+浓度的变化。"丰田说:"除了昆虫的攻击外,人工击碎的叶片释放的挥发性有机化合物也会诱导未受损害的邻近植物产生Ca2+信号,"(视频2)。图2:左图:将完整的拟南芥暴露于虫害植物释放的挥发性有机化合物的设备(虚线箭头)。右图:虫害植物释放的挥发性有机化合物(虚线箭头)诱导Ca2+信号(黄色箭头,600和1200秒)。资料来源:MasatsuguToyota/琦玉大学识别关键挥发性有机化合物及其影响为了确定哪种类型的挥发性有机化合物会诱导植物产生Ca2+信号,丰田的科学家团队研究了各种已知会诱导植物防御反应的挥发性有机化合物。他们发现,(Z)-3-己烯醛(Z-3-HAL)和(E)-2-己烯醛(E-2-HAL)这两种六碳醛类挥发性有机化合物能诱导拟南芥中的Ca2+信号(图3;视频3)。Z-3-HAL和E-2-HAL是空气中带有青草气味的化学物质,被称为绿叶挥发物(GLVs),是从机械损伤和食草动物损伤的植物中释放出来的。视频2:人工粉碎的植物释放的挥发性有机化合物诱导Ca2+信号。资料来源:MasatsuguToyota/琦玉大学将拟南芥暴露于Z-3-HAL和E-2-HAL会导致防御相关基因上调。为了了解Ca2+信号与防御反应之间的关系,他们用Ca2+通道抑制剂LaCl3和Ca2+螯合剂EGTA处理拟南芥。这些化学物质抑制了Ca2+信号和防御相关基因的诱导,从而证明拟南芥能感知GLV并以Ca2+依赖性方式激活防御反应。图3:空气中的Z-3-HAL(橙色折线)诱导拟南芥叶片中的Ca2+信号(黄色箭头,120秒和370秒)。资料来源:MasatsuguToyota/琦玉大学保卫细胞:植物的认知门户他们还通过在保卫细胞、叶肉细胞或表皮细胞中设计专门表达荧光蛋白传感器的转基因植物,确定了哪些特定细胞会对GLV产生Ca2+信号。暴露于Z-3-HAL后,保卫细胞在大约1分钟内产生Ca2+信号,随后叶肉细胞也产生了Ca2+信号,而表皮细胞产生Ca2+信号的速度较慢(视频4)。保卫细胞是植物表面的豆状细胞,形成气孔,是连接内部组织和大气的小孔。视频3:空气中的Z-3-HAL(右侧管中)诱导拟南芥叶片中的Ca2+信号。资料来源:MasatsuguToyota/琦玉大学丰田说:"植物没有'鼻子',但气孔是植物的门户,它介导GLV快速进入叶组织间隙。"事实上,他们发现用脱落酸(ABA)(一种以关闭气孔而闻名的植物激素)进行预处理会降低野生型叶片的Ca2+反应。另一方面,ABA诱导的气孔关闭功能受损的突变体,即使用ABA处理,叶片中的Ca2+信号也能保持正常。他说:"我们终于揭开了植物何时、何地以及如何对来自其受到威胁的邻居的空气传播'警告信息'做出反应的复杂故事。这种通信网络隐藏在我们的视线之外,在及时保护邻近植物免受迫在眉睫的威胁方面发挥着关键作用。"视频4:空气传播的Z-3-HAL在拟南芥叶片的保卫细胞(左侧视频)、叶肉细胞(中央视频)和表皮细胞(右侧视频)中诱导Ca2+信号。资料来源:MasatsuguToyota/琦玉大学这项开创性的研究不仅加深了我们对植物这个令人惊叹的世界的了解,还强调了大自然赋予植物在逆境中茁壮成长和适应环境的非凡方式。这些发现的深远影响远远超出了植物科学的界限,让我们得以一窥地球上错综复杂的生命织锦。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390547.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1390547.htm

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科学家为大自然支招 训练本地物种主动猎杀入侵者

科学家为大自然支招训练本地物种主动猎杀入侵者与人类不同,如果有必要的资源,大多数其他物种不会过多地改变它们的饮食习惯。但现在,澳大利亚悉尼大学生命与环境科学学院的科学家们在彼得-班克斯(PeterBanks)教授的带领下,"训练"本地丛林鼠(Rattusfuscipes)吃外来的斑点蟑螂(Nauphoetacinerea),而这种啮齿类动物并没有捕食这种蟑螂的经验。研究人员指出:"我们想知道,是否可以通过让自由生活的本地捕食者接触新猎物的气味和奖励来加快学习速度。"虽然本地捕食者最终会学会捕食在其栖息地出现的新猎物,但这需要时间。随着时间的推移,外来物种(通常是通过人类的意外运输进入新环境的物种)有可能适应新的环境,并有可能作为一个成熟的入侵种群造成严重破坏。科学家们补充说:"然而,本地物种只有在能够做出适当反应的情况下才能抵御外来物种,而如果它们以前从未遇到过入侵者,它们可能做不到这一点。"研究人员找到了24个饲养灌木鼠的野生区域,其中12个将作为训练地点,另外12个将作为未经训练的对照鼠群。他们解释说:"在训练地点,我们放置了一个带有蟑螂气味的金属茶滤和三只死蟑螂作为奖励。茶滤网和蟑螂被拴在地上的一个帐篷钉上,这样老鼠就无法把它们带走。"同样重要的是,不能冒着无意中将外来物种引入这个新栖息地的风险。通过嗅觉线索触发老鼠的狩猎机制,经过培训后,在24个地点设置了模拟"入侵",在没有气味线索的情况下放入更多的蟑螂。通过使用远程摄像头,研究人员观察到,训练有素的动物捕食行为的发生率要高出46%。在156只蟑螂中,除了两只被丛林鼠吃掉。这两只蟑螂分别被一只鸟和一只有袋类动物吃掉了。研究人员希望这种训练能让本地动物更好地适应任何可能进入它们领地的外来物种。在早些时候的一项研究中,科学家们在一项对照研究中,让澳大利亚的另一种小型物种--濒临灭绝的贝通(bettong)接触四只已绝育的野猫,帮助它们在面对外来捕食时提高防御策略。幸运的是,这些方法与将甘蔗蟾蜍引入澳大利亚以保护甘蔗作物免受甲虫危害的做法相去甚远。幸运的是,科学家们现在对外来物种引入栖息地的后果有了更深入的了解。这项研究发表在《生物保护》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374595.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1374595.htm

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一种来自美国的植物入侵了欧洲:它是如何做到的?

一种来自美国的植物入侵了欧洲:它是如何做到的?生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)已经确定了对全世界物种多样性最严重的五个威胁。土地使用的变化居于首位,其次是直接的资源开发、气候变化和污染。然而,第五个问题是许多人可能没有考虑过的:外来物种移入不属于它们的地方。然而,科学家们知道它们构成了一个大问题。然而,目前还不能确定外来物种是如何以及为何如此迅速地传播。因此,一个由世界上一些最好的遗传学专家组成的国际研究小组已经着手研究普通豚草(Ambrosiaartemisiifolia)的案例。他们的研究结果最近发表在《科学进展》杂志上。为什么豚草会蔓延?普通豚草原产于北美洲的温带地区,在19世纪通过进口种子和受污染的马饲料意外地被引入欧洲。近年来,它已经蔓延到整个欧洲大陆的相当一部分地区。今天,受污染的鸟类饲料是一个主要的引进来源,因此如果你用进口种子在外面喂鸟,你应该先把豚草的种子整理出来。幸运的是,许多外来物种在造成任何伤害之前就已经无法繁殖,因为它们无法建立和适应新的环境。那么,是什么使普通豚草能够茁壮成长?它们的基因是关键。"我们检查了655个普通豚草标本中的遗传物质,其中308个标本取自植物园的历史植物收藏。"NTNU大学博物馆的进化遗传学专家VanessaC.Bieker说:"其中一些标本有190年的历史,是该植物首次被引入欧洲的时候。"通过这种方式,研究人员能够跟踪普通豚草自到达欧洲以来的演变过程。这些信息提供了答案,帮助他们更好地理解是什么导致了今天豚草失控的传播。但首先,我们要了解一下为什么外来物种是我们应该担心的问题。导致全球范围内的问题外来物种在世界大部分地区造成了问题。在挪威,入侵威胁包括鲑鱼寄生虫Gyrodactylussalaris、水貂、Sitka云杉、花园羽扇豆、美国小龙虾、池塘杂草Elodeacanadensis、红王蟹、加拿大鹅和巨型猪笼草。人类对自然的影响往往是问题的核心。智人的人口今年将超过80亿。在过去的5万年里,将物种传播到不属于它们的全球各地,是人类改变地球的一种方式。这些外来物种可能会超过一个地区已经存在的物种。有时它们只是吃当地的物种。其他时候,它们会吃它们的食物。它们占据了那些无法抵御入侵者的繁殖能力或利用该地区资源的物种的栖息地。普通豚草生长迅速,个头很大,因此可以超越当地物种。兔子和猫一个著名的例子是澳大利亚的兔子,欧洲人在他们新发现的大陆上放养了一些兔子,以使其更有家的感觉,并有东西可以猎取。但是在澳大利亚,兔子们没有可以控制种群的天敌。5亿只兔子和对自然界的巨大破坏之后,兔子不再那么令人愉快。即使在大规模的疾病爆发和大力控制人口之后,澳大利亚仍然有几亿只兔子,更不用说还有一百多万只野骆驼,两亿只蟾蜍,以及几百万只狐狸和野猫。猫是对全世界鸟类和其他动物真正的大威胁之一。在美国,它们每年杀死多达40亿只鸟和200多亿只哺乳动物,而在挪威,户外猫咪杀死了大约700万只鸟。如果你真的想帮助环境,你应该把你的猫关在屋里--并且给它做绝育。对欧洲更有威胁的植物回到欧洲和普通豚草。研究小组找到了可以解释这种植物为何如此成功的答案。VanessaC.Bieker说:"欧洲的入侵种群有利于发展有助于其防御的基因,比如对抗引发疾病的病原体的基因。"在欧洲,普通豚草可能以这样一种方式进化,使该植物对当地的威胁变得更有抵抗力。自然选择意味着坚韧的植物有很大的优势,比不太坚韧的标本更经常地繁殖。这一点传播到了后代身上,他们将这种优势发扬光大。今天,更坚韧的植物已经完全接管了。其他物种对传播也有贡献一路走来,普通豚草也得到了外来者的帮助。普通豚草进行有性繁殖,并通过在自己的物种之外进行繁殖,弥补了新大陆上伙伴的不足。迈克尔-马丁说:"我们发现,这种植物在欧洲与大约在同一时间引进的密切相关的物种进行杂交。"这种行为意味着普通豚草不需要在附近有另一种普通豚草植物,该植物就可以获得立足点,因为来自近亲的花粉可以用来生产种子。在引进的早期阶段,当种群规模较小时,这一点特别有用。一路传播到丹麦这种植物也可能是为了躲避它在北美的敌人而来到这里。在它的自然家园范围内,它很容易受到细菌病原体的攻击。在欧洲,当地的细菌没有与普通豚草共同进化,因此它们没有构成直接威胁。入侵的植物可以将更多的能量用于生长和繁殖,而不是用于防御,这反过来又使它比当地的植物更具优势。普通豚草在其家乡北美大陆的部分地区也是一个问题。农业和定居者帮助将这种植物传播到美国的一些地方,而这些地方并不是这种植物的原产地。丹麦目前是普通豚草的北部界限,它现在正在那里变得更加成熟。该植物目前在挪威不是一个威胁,可能是因为该国的恶劣气候。这对现在来说是好事--对花粉过敏症患者来说也是如此,否则他们可能会害怕一个持续到11月的季节。如果气候变化导致冬季变暖,我们将看到会发生什么。也许忍受我们寒冷的冬天,偶尔冻一冻,毕竟不是那么糟糕。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331919.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1331919.htm

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