生物学家持续追踪一种只闻其声不见其形的鲸

生物学家持续追踪一种只闻其声不见其形的鲸18年来,科学家们一直在零星地记录这种神秘动物的声音。如果光线再亮一些,麦卡洛也许终于能发现一头鲸鱼了。在太阳爬上地平线之前,一群虎鲸驶了过来。麦卡洛回忆说:"其他动物都安静了下来。船员们跟着虎鲸走了一个小时,希望它们能带他们找到神秘的鲸鱼。但运气不佳。"科学家们把这种神秘的动物称为十字海山喙鲸,因为他们在2005年第一次听到它的叫声是在十字海山附近--夏威夷西南部外海的一座水下山峰。从那时起,科学家们就不太确定该如何看待它。有些人认为这条鲸鱼可能是一个已知的物种--也许它实际上是一种鲜为人知的喙鲸,人们对这种动物的了解主要来自搁浅的鲸鱼。或者,麦卡洛认为,这是一种以前未被发现的鲸鱼。事实是,没人能确定。但麦卡洛想要找出答案。她和她的同事们最近梳理了近20年来的鲸鱼录音。就像一个新歌迷翻阅乐队的老唱片一样,他们仔细聆听。这些录音让生物学家确信,这条鲸鱼是一种喙鲸--与其他深水栖息动物如库维尔喙鲸和真喙鲸是亲戚。但是,它的行为却与同类不同。全球已知的喙鲸有24种。它们的大小从本田思域到城市公交车不等,但都是出了名的隐秘。它们经常下潜一个多小时,深度可达3000米。当鲸鱼浮出水面时也不会逗留太久。在一个区域活动三小时的时间里,它们可能只有10分钟会浮出水面。要区分鲸鱼的种类,科学家必须观察雄性鲸鱼的牙齿;而雌性鲸鱼,即使是不同种类的鲸鱼,看起来也几乎一模一样。然而,不知何故,科学家们仍在设法发现喙鲸的新物种。科学家对喙鲸的了解大多来自它们的叫声。喙鲸通过回声定位,发出短脉冲声音,从周围环境中反弹回来。这有助于它们找到猎物,主要是乌贼。在地球上已知的所有喙鲸中,每个物种的回声定位脉冲声音都大致相同:一种扫过、上升的音调。这有点像用手指在吉他弦上弹奏时发出的声音,只是音调很高,人耳听不到。不过,每个物种的叫声都略有不同。脉冲的频率不同,叫声的长度和中间停顿的时间也因物种而异。科学家可以在电脑上识别每个脉冲的轮廓。为了最终揭开十字海山喙鲸的秘密身份,麦卡洛和她的同事们分析了在太平洋上收集到的录音。其中包括水下麦克风(称为水听器)捕捉到的片段,这些麦克风有的安装在海底,有的拖在船只后面,还有的任其在海洋中自由漂流。令人吃惊的是,所有这些水听器--甚至是探险家埃尔登-埃鲁奇(ErdenEruç)在一次环球划艇任务中部署的水听器都探测到了十字海山喙鲸的标志性脉冲。根据这些录音,麦卡洛和她的同事们揭开了这些鲸鱼神秘生活的一些面纱。首先,它们的活动范围远远超出了十字海山,从关岛一直延伸到墨西哥。此外,在记录的近24000次脉冲中,92%是在夜间进行的,6%是在日出或日落时分进行的。相比之下,生活在同一地区的布莱恩维尔喙鲸和库维尔喙鲸很少在夜间进行回声定位。大多数种类的喙鲸也在450米以上的深度觅食。但通过测量十字海山喙鲸的脉冲撞击水听器的角度,研究人员估计它们觅食的深度比其他物种浅得多。罗宾-贝尔德(RobinBaird)是华盛顿州卡斯卡迪亚研究组织(CascadiaResearchCollective)的研究生物学家,过去曾与麦卡洛合作过,但没有参与这项新工作。他说,科学家们一直认为,所有的喙鲸都与研究得很好的物种有着相同的行为。贝尔德说:"这项研究表明,情况未必如此。十字海山喙鲸的行为与众不同。鲸鱼独特的夜间觅食方式让这些本就难以捉摸的生物变得更加狡猾。"到目前为止,科学家最接近看到十字海山喙鲸是在2017年。当时它正在夏威夷大岛南部的十字海山附近游动,太阳已经落山。当时天色已暗,NOAA的"鲁本-拉斯克"号科考船的船员通常会就此收工,但水听器的记录告诉船上的声学专家,鲸鱼就在附近。他们把声音的方向传到了四层甲板上的物种识别专家苏珊娜-尹(SuzanneYin)那里,尹在船头的瞭望台上进行搜索。殷女士用望远镜扫视了水面。她看到了背鳍的闪光。速度太快了。她咒骂着,鲸鱼消失了,再也没有露出任何特征。搜索仍在继续。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401937.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1401937.htm

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古生物学家发现怪异的装甲恐龙新物种:一种双足“坦克”据NewAtlas报道,像剑龙和甲龙这样的装甲恐龙大多是用四足行走的大而笨重的动物,但古生物学家现在发现了一种奇怪的甲龙近亲,其大小与狗一样,用双足行走。最大和最引人注目的恐龙群体之一是装甲亚目(Thyreophora),这些食草动物都有厚厚的骨甲,以保护它们不被掠食者吃掉。这个群体中最有名的成员是剑龙家族,它们的背上有骨板,尾巴上有尖刺;还有甲龙,它们的身体像坦克一样,尾巴直如铁棒。但是,虽然这个群体通常是巨型恐龙,而且几乎全是四足动物,但古生物学家现在发现了一个与趋势相反的物种。这个新物种被命名为Jakapilkaniukura,它的背部、颈部和尾部都有类似的骨板,只是它只有1.5米(4.9英尺)长,体重只有4到7公斤(8.8到15.4磅)。更奇怪的是,它用双足前行,并有小小的鸡翅状前肢。这项研究的作者SebastiánApesteguía说:“这种恐龙的颈部装甲是独一无二的,它保护了那个脆弱的区域免受捕食者的攻击。从手臂上保存下来的骨头告诉我们,它们是很小的,这一点在其他装甲亚目动物中没有出现,绝大多数都是四足动物。”尽管Jakapil的外表可能很可怕,但它仍然是一种食草动物。它的牙齿被发现是叶状的,有一个大的面,用于研磨植物物质,其布局与它的近亲相似。它还有一个独特的下颚,相对较短,下面有一个大的脊。但也许最奇怪的是Jakapil在家族树上的位置。它似乎在某种程度上是一个缺失的环节,从早期的装甲亚目到后来的剑龙和甲龙的不同群体,随着它们变得有更多的装甲和更重,它们变成了四足动物。唯一的其他两足龙家族成员是小盾龙,它生活在侏罗纪早期,大约1.96亿年前,在现在的美国境内。但是Jakapil生活在大约1亿年后的巴塔哥尼亚。研究小组说,这使得它成为一个古老的装甲亚目成员(一直生存到白垩纪)--在像剑龙这样的近亲进化和消亡后很久。而且作为第一个在南美洲发现的同类动物,这表明这个群体比以前认为的要广泛得多。这项研究发表在《科学报告》杂志上。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304585.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1304585.htm

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人工智能的隐形敌人:生物学家直面数字"暗物质"的挑战冷泉港实验室(CSHL)助理教授PeterKoo发现,使用流行的计算工具来解释人工智能预测的科学家在分析DNA时发现了太多的"噪音",在这种情况下是一种额外的信息干扰。他找到了一种方法来解决这个问题。现在,只需几行新代码,科学家就可以从被称为深度神经网络的强大人工智能中获得更可靠的解释,这意味着他们可以继续追寻更准确的计算后的DNA特征。这些特征可能只是健康和医学的下一个突破的信号,但是,如果信号被太多的噪音所淹没,科学家就不会看到这些信号。那么,是什么导致了这些意外乱入的噪音?这是一个神秘的、不可见的来源,如数字"暗物质"。物理学家和天文学家认为,宇宙中的大部分都充满了暗物质,一种施加引力效应的物质,但还没有人看到。同样地,Koo和他的团队发现,人工智能被训练的数据缺乏关键信息,导致了重大盲点。更糟糕的是,在解释人工智能对DNA功能的预测时,这些盲点会被考虑进去。Koo说:"深度神经网络正在纳入这种随机行为,因为它到处学习功能。但DNA只在其中的一个小子空间。而且它引入了很多噪音。因此我们表明,这个问题实际上确实在各种突出的人工智能模型中引入了大量的噪音。"数字暗物质是科学家们借用计算机视觉人工智能的计算技术的结果。DNA数据与图像不同,被限制在四个核苷酸字母的组合中:但像素形式的图像数据可以是长而连续的。换句话说,我们正在给人工智能提供一个它不知道如何正确处理的输入。通过应用Koo的计算校正,科学家可以更准确地解释AI的DNA分析。他说:"我们最终看到的结果变得更加清晰和干净,而且其他区域的虚假噪音也更少。"Koo认为噪音干扰影响的不仅仅是基于AI的DNA分析仪。他认为这是在涉及类似类型数据的计算过程中普遍存在的一种困扰。值得庆幸的是,新发明的工具可以帮助科学家走出黑暗,走向光明。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368265.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1368265.htm

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科学家发现世界上最难以捉摸的鲸鱼的惊人行为

科学家发现世界上最难以捉摸的鲸鱼的惊人行为最近的研究颠覆了人们对贝尔德喙鲸的传统看法,发现其种群在指挥官群岛附近的沿海浅水区繁衍生息。这种适应性突显了了解鲸鱼物种的不同行为和栖息地对有效保护工作的重要性。资料来源:OlgaFilatova,南丹麦大学哺乳动物最深下潜记录的保持者是库维尔喙鲸,2014年测量到它至少下潜了2992米。喙鲸还保持着哺乳动物最长潜水时间的纪录:222分钟。现在,通过对一个贝尔德喙鲸种群的科学研究,全世界对遥远的喙鲸世界有了一个新的、令人惊讶的认识。这个种群被意外地发现在海岸附近,并且位于比以前观察到的更浅的水域中。这项研究由南丹麦大学/峡湾与贝尔特分校的鲸鱼生物学家奥尔加-菲拉托娃(OlgaFilatova)和伊万-费杜丁(IvanFedutin)领导,论文发表在《动物行为》(AnimalBehaviour)杂志上。两位研究人员多年来一直在北太平洋进行鲸鱼研究,2008年在指挥官群岛考察期间,他们第一次在海岸附近看到一群贝氏喙鲸。"我们在那里是为了寻找虎鲸和座头鲸,所以我们只是注意到我们看到了一群贝氏喙鲸,并没有采取什么行动。但在接下来的几年里,我们也看到了它们,五年后,我们怀疑这是一个经常光顾同一区域的稳定群落。"南丹麦大学生物系和SDU气候群组的鲸鱼专家、博士后奥尔加-菲拉托娃(OlgaFilatova)解释说:"我们每年都能看到它们,直到2020年,COVID-19阻止了我们回到指挥官群岛。"指挥官群岛附近的一条贝尔德喙鲸。可以看到下颌有两颗牙齿。身体上布满了与其它喙鲸搏斗留下的伤疤。图片来源:OlgaFilatova,南丹麦大学。沿海栖息地和鲸鱼行为所研究的贝氏喙鲸种群靠近海岸--距离陆地四公里以内,它们在浅水中被观察到,水深不到300米。奥尔加-菲拉托娃说:"这对这一物种来说是不寻常的。这一种群很可能已经适应了这一特殊的栖息地,因此偏离了所有喙鲸都在远海和深海遨游的既定观念。这意味着不能指望一个特定物种中的所有个体都有相同的行为方式。这就给制定物种保护计划带来了困难--例如,在这种情况下不能假设喙鲸只生活在深海远处而制定计划。我们已经证明,它们也可以生活在浅海和沿海水域。可能还有我们尚未意识到的其他不同栖息地。"有许多例子表明,同一鲸种的个体行为并不相同。在鲸的世界里,经常可以看到同一物种的群体生活在不同的地方,吃不同的猎物,交流方式也不同,而且不喜欢与其他群体的同类打交道。指挥官群岛的贝尔德喙鲸。资料来源:OlgaFilatova,南丹麦大学有些虎鲸群只捕食海豹和鼠海豚等海洋哺乳动物,有些则只捕食鲱鱼。有些座头鲸在热带和北极之间洄游,有些则在某些地区栖息。有些抹香鲸群体发展出自己的方言,用于内部交流,不喜欢与群体外的其他鲸鱼交流。奥尔加-菲拉托娃认为,当群体对栖息地和猎物等产生偏好时,社会学习就在发挥作用。动物世界的社会学习有多种形式。模仿是最复杂的形式;动物看到别人做什么,就会理解背后的动机和原因。还有一种是"局部强化",即动物看到另一种动物前往一个特定的地方,就会跟着去,从而了解到这个地方是有价值的。许多动物都有这种现象,包括鱼类。喙鲸的文化传统奥尔加-菲拉托娃认为,指挥官群岛上的贝氏喙鲸种群是通过"本地强化"来学习的:它们看到一些同伴来到海岸附近的浅水区,跟在后面,发现那里是个好地方,可能是因为那里有很多鱼。这成为了一种文化传统,这也是第一次在喙鲸中观察到这种文化传统。鲸鱼文化传统的其他例子还包括鲸鱼形成特定的捕猎传统:有的鲸鱼用尾巴拍晕鱼群,有的鲸鱼掀起波浪将海豹冲下浮冰,还有的鲸鱼追着鱼群跑到沙滩上。从2008年到2019年,研究人员在指挥官群岛共观察到186头贝尔德喙鲸。其中107只被观察到一次,因此被评估为暂居鲸。79头被发现超过一年,因此被评估为居留鲸。有61头短暂停留的鲸鱼被看到与居民互动,其中7头是在浅水区被看到的。"暂居鲸不像居民那样熟悉当地情况,因此,它们通常会在其物种的正常深度寻找食物。但实际上,我们在浅水区观察到了一些暂居者。这些个体与居民有某种形式的社会接触。"奥尔加-菲拉托娃说:"一定是在这种接触中,它们了解了浅水区及其优势。"目前还不清楚世界上有多少头贝尔德喙鲸。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427291.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1427291.htm

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