科学家发现威胁人类未来的14个进化陷阱

科学家发现威胁人类未来的14个进化陷阱错位的人工智能并不是你最应该担心的,科学家首次将进化陷阱的概念用于整个人类社会。他们发现,人类有可能陷入14个进化死胡同,从全球气候临界点到错位的人工智能、化学污染和加速的传染病,不一而足。人类世时代:成功与挑战人类的进化是一个非凡的成功故事。但是,人类世--这个由我们人类塑造的地质时代--正在出现越来越多的裂痕。多种全球性危机,如COVID-19大流行病、气候变化、粮食不安全、金融危机和冲突开始同时发生,科学家称之为多重危机。(a)与三大类人类世陷阱(全球陷阱、技术陷阱和结构陷阱)相关的系统动力学。结构性陷阱(包括时间和连接性陷阱)。用R表示两个强化反馈回路,用彩色上标字母(因果节点的颜色)和带条纹的箭头表示各组陷阱之间动态的相互作用。(b)14个拟议人类世陷阱结果之间相互作用的热图。资料来源:《英国皇家学会哲学论文集》人类创造力与意外后果"作为一个物种,人类具有惊人的创造力。我们能够创新,能够适应多种环境,能够在令人惊讶的大范围内进行合作。但是,这些能力却带来了意想不到的后果。"斯德哥尔摩大学斯德哥尔摩复原力中心研究员、瑞典皇家科学院全球经济动力学与生物圈项目和人类世实验室研究员彼得-索加德-约根森(PeterSøgaardJørgensen)说:"简单地说,你可以说人类太成功了,而且在某些方面太聪明了,这对其自身的未来不利。"彼得-索加德-约根森(PeterSøgaardJørgensen)是这项研究的主要作者。他是斯德哥尔摩大学斯德哥尔摩复原力中心、瑞典皇家科学院全球经济动态与生物圈计划和人类世实验室的研究员。关于进化陷阱的里程碑式研究约根森是今天发表在《英国皇家学会哲学论文集》(PhilosophicalTransactionsoftheRoyalSocietyB)杂志上的一项具有里程碑意义的新研究的主要作者。这项评估收集了来自自然科学、社会科学和人文科学等多个不同科学学科的见解,以了解人类世是如何演变的,以及全球可持续性在未来如何继续演变。识别和理解进化陷阱新研究显示了人类如何陷入"进化陷阱"--最初成功的创新所产生的死胡同。在首次范围界定工作中,他们发现了14个这样的陷阱,包括农业的简化、无法为人类或环境带来益处的经济增长、全球合作的不稳定性、气候临界点和人工智能(陷阱的完整列表见下表)。"进化陷阱是动物世界中一个众所周知的概念。"彼得-索加德-约根森(PeterSøgaardJørgensen)解释说:"就像许多昆虫会被光线吸引一样,在现代社会中,这种进化条件反射可能会导致昆虫死亡。"农业系统的简化就是这种陷阱的一个例子。依靠小麦、水稻、玉米和大豆等少数高产作物,意味着在过去一个世纪中生产的卡路里急剧增加。但这也意味着粮食系统变得非常容易受到环境变化的影响,如极端天气或新疾病。陷阱的严重性和相互关联性在14个进化陷阱中,有12个处于高级状态,这意味着人类即将陷入困境,很难脱身。更重要的是,在这14个进化陷阱中,有10个正朝着错误的方向发展。令人震惊的是,这些进化陷阱往往会相互强化。如果社会陷入一个死胡同,就更有可能陷入其他死胡同。目前进展较慢的两个死胡同是技术的自主性--人工智能和机器人技术,以及数字化带来的社会资本的流失。LanWangErlandsson是斯德哥尔摩大学斯德哥尔摩复原力中心(StockholmResilienceCentre)和瑞典皇家科学院人类世实验室的共同作者和研究员。资料来源:斯德哥尔摩复原力中心新评估还探讨了社会为何如此艰难地走出这些陷阱。全球挑战与合作的必要性创造"人类世"的进化力量在全球层面并不奏效。在当今的全球系统中,社会和环境问题在一些地方滋生,而这些地方对于能够防止这些问题的社会来说似乎很遥远。斯德哥尔摩大学斯德哥尔摩复原力中心和瑞典皇家科学院人类世实验室的研究员兰-王-埃兰松(LanWang-Erlandsson)说:"此外,解决这些问题往往需要全球范围的合作,而许多进化力量往往与之不相称。"研究人员认为,这并不意味着人类注定要失败。但我们必须开始积极改造我们的社会。迄今为止,人类世在很大程度上只是其他进化过程的无意识副产品。"现在是时候了,人类应该意识到新的现实,并作为一个物种集体向我们希望的方向前进。我们有能力做到这一点,而且已经看到了这种运动的迹象。我们的创造力以及我们的创新和协作能力为我们提供了积极设计未来的完美工具。"彼得-索加德-约根森(PeterSøgaardJørgensen)解释说:"我们可以走出死胡同,打破一切照旧的局面,但为此,我们必须培养人类的集体能动性,并设计出让这种能动性蓬勃发展的环境。每个人都可以做的一件非常简单的事情,就是更多地参与自然和社会,同时了解我们自己的本地行动对全球产生的积极和消极影响。没有什么比让自己接触到需要保护的事物更好的事情了。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398017.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1398017.htm

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科学家发现自慰的进化起源 可能对进化有益

科学家发现自慰的进化起源可能对进化有益研究结果表明,自慰是灵长类动物的一种古老特征,至少对雄性动物来说,自慰可以提高繁殖成功率,并有助于避免感染性传播疾病(STI)。玛蒂尔达-布林德博士(伦敦大学洛杉矶分校人类学系)及其同事收集了有史以来最大的灵长类自慰数据集,整理了近400个来源的信息,包括246篇已发表的学术论文,以及灵长类动物学家和动物园管理员的150份问卷和个人通信。根据这些数据,作者追踪了自慰行为在灵长类动物中的分布情况,以了解这种行为在雌性和雄性灵长类动物中的进化时间和原因。研究小组发现,自慰行为在灵长类动物中有着悠久的进化历史,很可能存在于所有猴类和猿类(包括人类)的共同祖先中。至于其他灵长类动物(狐猴、长尾猴和狨)的祖先是否有自慰行为,目前还不太清楚,这主要是因为这些类群的数据较少。为了理解为什么进化会产生这种看似无功能的性状,布林德博士及其同事测试了几种假说。"繁殖后选择假说"认为自慰有助于成功受精。这可以通过多种方式实现。首先,自慰(不射精)可以提高性爱前的兴奋性。对于在交配过程中可能被打断的低等雄性来说,这可能是一种特别有用的策略,可以帮助它们更快地射精。其次,自慰(射精)可以让雄性动物排出劣质精液,留下新鲜、高质量的精子用于交配,而这些精子更有可能超越其他雄性动物的精子。研究人员发现,雄性自慰与雄性竞争激烈的多雄性交配系统共同进化,支持了这一假说。"病原体回避假说"认为,男性自慰可以通过自慰获得的射精来清洁尿道(许多性传播疾病的主要感染部位),从而降低交配后感染性传播疾病的几率。研究小组还发现了支持这一假说的证据,表明在整个灵长类生命树中,男性自慰与高性传播感染负荷共同进化。女性自慰的意义仍然不太清楚。虽然女性自慰同样很频繁,但对其进行描述的报告较少,这削弱了统计数据的分析能力。研究小组认为,需要更多有关女性性行为的数据,才能更好地理解女性自慰在进化中的作用。首席研究员布林德博士说:"我们的发现有助于揭示一种非常普遍但却鲜为人知的性行为,是我们对自慰功能认识的重大进步。自慰行为可能具有适应功能,在灵长类动物中无处不在,而且圈养和野外生活的雌雄动物都有这种行为,这表明自慰是健康性行为的一部分。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372897.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1372897.htm

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科学家发现自慰的进化起源,可能对进化有益。

科学家发现自慰的进化起源,可能对进化有益。研究结果表明,自慰是灵长类动物的一种古老特征,至少对雄性动物来说,自慰可以提高繁殖成功率,并有助于避免感染性传播疾病(STI)。玛蒂尔达-布林德博士(伦敦大学洛杉矶分校人类学系)及其同事收集了有史以来最大的灵长类自慰数据集,整理了近400个来源的信息,包括246篇已发表的学术论文,以及灵长类动物学家和动物园管理员的150份问卷和个人通信。根据这些数据,作者追踪了自慰行为在灵长类动物中的分布情况,以了解这种行为在雌性和雄性灵长类动物中的进化时间和原因。研究小组发现,自慰行为在灵长类动物中有着悠久的进化历史,很可能存在于所有猴类和猿类(包括人类)的共同祖先中。至于其他灵长类动物(狐猴、长尾猴和狨)的祖先是否有自慰行为,目前还不太清楚,这主要是因为这些类群的数据较少。为了理解为什么进化会产生这种看似无功能的性状,布林德博士及其同事测试了几种假说。"繁殖后选择假说"认为自慰有助于成功受精。这可以通过多种方式实现。首先,自慰(不射精)可以提高性爱前的兴奋性。对于在交配过程中可能被打断的低等雄性来说,这可能是一种特别有用的策略,可以帮助它们更快地射精。其次,自慰(射精)可以让雄性动物排出劣质精液,留下新鲜、高质量的精子用于交配,而这些精子更有可能超越其他雄性动物的精子。研究人员发现,雄性自慰与雄性竞争激烈的多雄性交配系统共同进化,支持了这一假说。"病原体回避假说"认为,男性自慰可以通过自慰获得的射精来清洁尿道(许多性传播疾病的主要感染部位),从而降低交配后感染性传播疾病的几率。研究小组还发现了支持这一假说的证据,表明在整个灵长类生命树中,男性自慰与高性传播感染负荷共同进化。女性自慰的意义仍然不太清楚。虽然女性自慰同样很频繁,但对其进行描述的报告较少,这削弱了统计数据的分析能力。研究小组认为,需要更多有关女性性行为的数据,才能更好地理解女性自慰在进化中的作用。首席研究员布林德博士说:"我们的发现有助于揭示一种非常普遍但却鲜为人知的性行为,是我们对自慰功能认识的重大进步。自慰行为可能具有适应功能,在灵长类动物中无处不在,而且圈养和野外生活的雌雄动物都有这种行为,这表明自慰是健康性行为的一部分。"

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跳过进化:科学家发现已灭绝的不会跳的袋鼠

跳过进化:科学家发现已灭绝的不会跳的袋鼠在这篇发表于《Alcheringa:澳大利亚古生物学杂志》的评论中,该团队表明,还有其他方法可以成为进化成功的大型袋鼠,而且大型袋鼠不仅擅长耐力跳跃。该评论广泛讨论了过去2500万年来袋鼠及其近亲(包括小袋鼠、树袋鼠、鼠袋鼠等)运动的化石证据,并对四肢骨和踝骨进行了新的分析为先前的运动假设增加权重的度量数据。他们共同表明,现代大型袋鼠典型的更高速度和耐力的跳跃可能在所有大型袋鼠中很少见或不存在,除了少数大型袋鼠,包括现代大型袋鼠的直系祖先,如红袋鼠和灰袋鼠。然而,随着晚更新世大型动物的灭绝(在澳大利亚和其他大陆),袋鼠步态的多样性消失了。虽然今天几乎所有的袋鼠,无论大小,都会在某种程度上使用跳跃步态,但化石记录显示,一些已灭绝袋鼠的运动能力相对多样化。最早确认的晚渐新世至中新世(25至1500万年前)基础类型的袋鼠很可能采用四足跳跃、攀爬和较慢的速度跳跃作为它们的主要运动方式。(今天所有的袋鼠都以低速四足运动,这在较大的物种中表现为五足运动——使用尾巴作为第五肢。)然而,所有这些早期袋鼠的体型都很小,低于12公斤,直到中新世晚期(大约1000万年前)才出现体型较大的袋鼠,它们的体重超过20公斤,这与日益干旱和植被开阔的栖息地的蔓延相吻合。跳跃在较大的体型上存在功能问题。因此,后来的袋鼠辐射的一些成员实现了更专业的解剖结构,可以在35公斤以上的体型上进行有效的高速跳跃。现代大袋鼠是壮观的跳跃者,但今天没有一个超过100公斤(大多数个体低于70公斤),许多已灭绝的袋鼠都远超过这个尺寸,而且身体太大而无法跳跃。布里斯托尔地球科学学院的主要作者克里斯汀·贾尼斯教授说:“我们希望人们认识到,在5万年前,大型袋鼠的多样性要高得多,这也可能意味着澳大利亚当时的栖息地与今天大不相同。“事实上,现代大型跳跃袋鼠是袋鼠进化过程中的例外。”跳跃在较大的体型上存在功能问题。因此,后来的袋鼠辐射的一些成员实现了更专业的解剖结构,可以在35公斤以上的体型上进行有效的高速跳跃。现代大袋鼠是壮观的跳跃者,但今天没有一个超过100公斤(大多数个体低于70公斤),许多已灭绝的袋鼠都远超过这个尺寸,而且身体太大而无法跳跃。布里斯托尔地球科学学院的主要作者克里斯汀·贾尼斯教授说:“我们希望人们认识到,在5万年前,大型袋鼠的多样性要高得多,这也可能意味着澳大利亚当时的栖息地与今天大不相同。事实上,现代大型跳跃袋鼠是袋鼠进化过程中的例外。”虽然跳跃显然起源于袋鼠进化的早期,以小体型出现,但随着中新世晚期较大体型袋鼠的出现,有几种不同的选择:袋鼠,或以更高的速度采用其他形式的运动,如两个主要的灭绝血统。protemnodons(所谓的“巨型小袋鼠”,与现代大型袋鼠密切相关)可能大部分时间都依赖于四足动物类型的运动,很少跳跃。sthenurine短面袋鼠是大约1500万年前从所有现代袋鼠中分离出来的一个谱系,显然在所有速度下都采用双足行走。有关胫骨(胫骨)和跟骨(踝骨)长度的新数据强化了这些早期假设,即这两个已灭绝的群体与现代袋鼠的运动能力存在差异。合著者阿德里安·奥德里斯科尔(AdrianO'Driscoll)曾是布里斯托尔古生物学项目的硕士生,现在是约克大学的博士生,做出了这一贡献。他解释说:“这一新数据特别支持双足跨步而不是在sthenurines中跳跃的概念,因为它们的跟骨缺乏有助于抵抗跳跃过程中脚踝旋转力的解剖结构(长跟骨跟),并建议更直立的肢体姿势,而不是跳跃所必需的蹲姿。”Janis教授总结道:“认为中新世结束后整个大陆的干旱程度增加有选择地有利于跳跃袋鼠的假设过于简单化了。跳跃只是过去和今天袋鼠采用的众多步态模式之一,现代袋鼠的快速耐力跳跃不应被视为某种“进化巅峰”。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366323.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1366323.htm

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科学家通过虱子追溯人类在美洲的迁徙和殖民历史

科学家通过虱子追溯人类在美洲的迁徙和殖民历史体虱的DNA中记录了欧洲人和美洲原住民之间的接触。图片来源:VincentSmith,伦敦自然历史博物馆,CC-BY4.0作为人类进化指标的虱子体虱是一种无翅吸血寄生虫,终生寄生在宿主身上。它是已知寄生在人类身上最古老的寄生虫之一,这两个物种已经共同进化了数千年。由于这种亲密关系,研究虱子也能为人类如何进化提供线索。在这项新研究中,研究人员分析了来自全球25个地理位置的274种人类虱子的遗传变异。根据虱子DNA进行的基因分析表明,地球上存在两个不同的虱子集群,但它们很少交配。集群I分布在世界各地,而集群II则分布在欧洲和美洲。只有美洲的虱子祖先同时来自这两个群集。这一独特的群体似乎是随着先民到达美洲的虱子后裔与欧洲虱子后裔混合的结果。研究人员还发现亚洲和中美洲的虱子之间存在遗传关系。这支持了一种观点,即东亚人移居北美,成为第一批美洲原住民。这些人随后向南迁徙到中美洲,如今那里的现代虱子种群仍然保留着遥远的亚洲祖先的遗传特征。新研究中观察到的模式支持现有的人类迁徙观点,并提供了有关虱子如何进化的更多知识。研究人员指出,他们选择的遗传标记进化迅速,最适合最近发生的事件。因此,未来使用变化较慢的标记物进行的研究可能会揭示更古老的事件。此外,为这项工作开发的方法还可以指导开发新的分析方法,以研究其他宿主-寄生虫系统。作者补充说:"体虱不仅是令人讨厌的人类寄生虫,还是我们进化的'卫星'。因为体虱以人类的血液为食,它们需要我们才能生存,数百万年来,这导致了漫长的共同进化史。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395887.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1395887.htm

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科学家在人类身上发现155个新基因 都是“从0出现”

科学家在人类身上发现155个新基因都是“从0出现”这些基因虽然非常小(microgenes),但对人体的作用却不可忽视,有些甚至与人类的某些特异性疾病有关,包括肌肉萎缩症、色素性视网膜炎等。目前,这项研究正式登上《细胞》子刊CellReports,通讯作者之一AoifeMcLysaght兴奋地表示:这是一个全新的领域。这些基因往往被忽略,因为它们很难研究,但人们会越来越意识到它们是需要被关注和考虑的。那么这些新基因究竟是什么,它们又长啥样?这些新基因是什么?这些新基因的出现,最初“并不起眼”——是以sORF的形态出现的。ORF(openreadingframe),全称“开放阅读框”,是基因序列的一部分,包含一段可以编码蛋白的碱基序列。sORF(smallORF)顾名思义,则是一种体积非常小的ORF,一般由不到300个核苷酸构成。虽然大部分sORF的出现只是一种生物噪声(导致细胞内mRNA和蛋白质产生变化的一种生化反应),但许多依旧具有编码微蛋白(microprotein)的潜能。但sORF毕竟太小了,此前受限于技术,一直被研究得不多,大部分基因也都没有被注释,更别提用它编码出的微蛋白了。然而,微蛋白的研究对于生物研究又是不可或缺的。毕竟对于某些已经有研究的生物学过程,微蛋白很可能也会参与其中,并在生理和病理过程中发挥重要作用,然而这些作用此前却是未知的。随着技术的进步,不少生物科学家们开始尝试重新探索这一领域,试图通过研究微蛋白,来探讨它们对人类健康和疾病造成的影响。根据长期对比观察微蛋白,科学家们找到了一些sORF序列,这些序列具有高度保守性,被称为高度保守序列(highlyconserved)。高度保守序列,指在不同类型生物体中非常相似的DNA序列。研究认为这些跨物种的相似性,可以证明某个基因完成了不同生物中的共同基本功能,因此在进化过程中保留了这些序列。大多数研究都会排除非保守性、新颖的基因序列。这次,欧洲科学家们就基于一个从非规范ORF转译而来的微蛋白数据集,重构了人类微蛋白的进化起源。结果,还真发现了不少此前没注意到的基因。44个与生命健康有关首先,科学家们根据数据集,将这次发现的新基因与四种类人猿(apes)的基因进行了比较。类人猿包括黑猩猩(chimpanzee)、大猩猩(gorilla)、猩猩(orangutan)和长臂猿(gibbon)。根据祖先序列重建(ASR,ancestralsequencereconstruction),研究者们发现,与其他几种类人猿动物相比,人类这些新生成的基因确实是从无到有(denovo)产生的:整体与各种脊椎动物进行对比后,研究人员发现了155个新的微基因,其起源和表型如下图:具体来说,在这155个新基因中,有44个与细胞培养物中的生长缺陷有关。值得一提的是,这44个基因之前并没有被科学家们重视。论文介绍称,包括PhyloCSF在内的比较基因组学方法,都没有将它预测为一个保守的蛋白质编码区,即能发挥功能性作用的。然而,这些基因却在维持生命系统健康过程中扮演了重要角色。除此之外,科学家们还发现了3个包含与疾病相关DNA标记的基因。这些标记分别与肌肉萎缩症、色变性视网膜炎和阿拉基综合征有关联。这三种基因的起源中,肌肉萎缩症可以追溯到类人猿下目(Simiiformes),色素性视网膜炎则能被追溯到羊膜动物(Amniota)。至于阿拉基综合征,此前被认为是人类特异性的,但直系同源基因也在黑猩猩中被转录,推测起源于人类和黑猩猩的共同祖先。除了疾病,研究人员还发现了一种与人类心脏组织密切相关的新基因。据作者介绍,它从大猩猩分裂出来后,立即出现在人类和黑猩猩身上:它的出现,证明了一个基因进化成为“人体必需品”的速度有多快。关于作者一作NikolaosVakirlis,来自希腊瓦里“亚历山大·弗莱明”生物医学科学研究中心。他表示这项研究早在2017年就已经开始了,不过中途搁置了很久,直到一项新的研究发表,该研究中有一些数据对他们很有用,帮助他们重新开始了项目。剩下三位作者具有同等贡献,其中AoifeMcLysaght作为生物遗传学领域专家、通讯作者,则来自都柏林三一学院。她表示,他们研究的这些小尺寸DNA,基本处于基因组序列可解释的边缘、处于很难知道它是否具有生物学意义的区域,但真的很有意思。而在未来,作者们表示,他们会进一步地研究新发现的这些微基因究竟会起什么作用,了解它们是否可能直接参与某种类型疾病的形成。“这仍将非常有趣。”...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336347.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1336347.htm

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科学家发现早期人类和猕猴手里的石器有惊人的相似之处

科学家发现早期人类和猕猴手里的石器有惊人的相似之处从这个过程中产生的碎石收集规模很大,而且广泛分布在不同地形上。此外,许多文物表现出与东非一些最早的考古遗址中发现的有目的地制作的石器通常有相同的特征。"有意制作锋利的石片的能力被看作是人类进化过程中的一个关键点,了解如何以及何时发生这种情况是一个巨大的问题,通常通过研究过去的文物和化石进行调查。我们的研究表明,石器生产并不是人类和我们的祖先所独有的,"主要作者、马克斯-普朗克进化人类学研究所的研究员托莫斯-普罗菲特说。"这些猕猴使用石器加工坚果的事实并不令人惊讶,因为它们也使用工具来获取各种贝类。有趣的是,在这样做的过程中,它们意外地产生了自己的大量考古记录,这些记录部分地甚至与一些人类的人工制品无法区分。"长尾猕猴无意中产生的利刃石片对石器技术演变的新认识通过将猕猴制作的意外产生的石片与一些最早的考古遗址的石片进行比较,研究人员能够表明,猴子制作的许多工艺品属于通常与早期人类有关的范围。共同主要作者乔纳森-里夫斯强调说:"这些文物可以通过坚果敲击产生,这对我们在考古记录中与利刃石片相关的行为范围有影响......"新发现的猕猴石器为我们最早的祖先可能开始的技术提供了新的见解,它的起源可能与类似的坚果敲击行为有关,这可能大大早于目前最早的考古记录。"使用石锤和铁砧敲打坚果,类似于今天一些灵长类动物的做法,已经被一些人认为是有意生产石器的可能先驱。这项研究,连同我们小组以前发表的研究,为将来能够识别这样的考古特征打开了大门,"该研究的高级作者、马克斯-普朗克进化人类学研究所技术灵长类研究小组的负责人LydiaLuncz说。"这一发现表明,活的灵长类动物可以帮助研究人员调查我们自己血统中工具使用的起源和进化。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350789.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1350789.htm

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