进化的智慧:远古鲨鱼如何在地球最热的海洋中生存下来

进化的智慧:远古鲨鱼如何在地球最热的海洋中生存下来研究表明,在过去的一次全球变暖事件中,鲨鱼从海底生物进化成了开阔海洋的掠食者,通过身体变化(如拉长鳍)来适应环境,从而成为更有效率的游泳者。我们今天所熟知的鲨鱼是公海上的顶级掠食者,它们是在数百万年前全球变暖的剧变中,从矮小的海底居民进化而来的。大约9300万年前,大量火山熔岩喷涌而出,导致二氧化碳含量飙升,形成了温室气候,将海洋温度推到了最高温。加利福尼亚大学河滨分校(UCR)的研究人员发现,一些鲨鱼用拉长的胸鳍来应对高温。今天(6月3日)发表在《当代生物学》(CurrentBiology)杂志上的一篇论文记录了这一发现。这项发现是通过对500多种鲨鱼活体和化石进行体长和鳍的测量而得出的。UCR生物学博士生、论文第一作者菲利普-斯特恩斯(PhillipSternes)说:"胸鳍是一种重要的结构,相当于我们人的手臂。我们在查阅大量数据集后发现,随着鲨鱼的栖息地从海底扩展到开阔的海洋,这些鳍的形状也发生了变化。"生活在海洋不同区域的鲨鱼及其各自的胸鳍。图片来源:PhillipSternes/UCR较长的胸鳍有助于提高鲨鱼运动的效率。"它们的鳍堪比商用飞机的机翼,又长又窄,可以最大限度地减少运动所需的能量,"斯特恩斯说。研究人员还发现,与底栖鲨鱼相比,开阔水域生活的鲨鱼的速度更快,鲨鱼肌肉对温度非常敏感,UCR进化、生态和生物有机体生物学系教授、论文共同作者蒂姆-海勒姆(TimHigham)介绍说:"这些数据帮助我们在较高温度、尾部运动和游泳速度之间建立了关联。"大多数现存的鲨鱼物种仍然是底栖动物,占据着科学家们所说的海底区域。在大众文化中,这些底栖鲨鱼并不像它们凶猛的开阔水域亲戚那样高大。许多底栖鲨鱼是细长、扁平、中等体型的掠食者。现代鲨鱼中只有约13%是快速游泳的开放水域掠食者。研究人员认为,对于它们的远古亲戚来说,呼吸可能已经变得困难。白垩纪时期,随着热量的增加,海底附近的氧气含量可能会下降。现代海面平均温度约为华氏68度。在白垩纪,海面温度要高得多,平均达到83华氏度左右。白垩纪的高温并非一蹴而就,鲨鱼的进化也是如此。克莱蒙特麦肯纳学院副教授、论文合著者拉尔斯-施密茨(LarsSchmitz)说:"在整个时代,我们的公海表面温度相当高,然后在一两百万年的时间里出现了一个明显的峰值。"全球变暖推动了包括鲨鱼在内的一些动物群体的进化,同时也导致了其他动物的灭绝。由于这些进化变化发生在过去较长的时间范围内,因此很难准确预测鲨鱼或其他海洋生物将如何应对当前的变暖趋势。生物学家看到一些鲨鱼,包括虎鲨和公牛鲨等热带物种,开始游向更北的地方。但目前还不清楚,受到威胁的鲨鱼能否再次适应它们生活的地方,并在迅速升温的环境中生存下来。斯特恩斯说:"现在气温上升得如此之快,据我所知,地质记录中没有任何东西可以用来进行真正的比较。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433432.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1433432.htm

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搁浅的温血鲨鱼如何向我们揭示气候威胁尼古拉斯-佩恩(NicholasPayne)博士和珍妮-博尔托鲁兹(JennyBortoluzzi)博士与今年首次冲上爱尔兰海岸的小齿沙虎鲨在一起。图片来源:珍妮-博尔托鲁兹博士和凯文-珀夫斯具有讽刺意味的是,一些意想不到的鲨鱼搁浅事件以及随后解剖后的意外发现,让海洋生物学家们在忧心忡忡地展望未来的同时,回到了几百万年前。他们认为,他们的工作表明,现在有比以前认为的更多的温血鲨鱼,而且--根据"巨齿鲨"的死因--这些物种可能面临海洋变暖的巨大风险。一些最有名的鲨鱼,如白鲨或已经灭绝的巨齿鲨,都是不寻常的,因为它们属于仅有的约1%的鲨鱼物种,被认为是温血动物或"区域性恒温动物"。人们一直认为,温暖的肌肉有助于鱼类变得强壮有力,只有在大白鲨或巨型金枪鱼等顶级掠食者身上才能看到区域性体温。但关于区域性体温何时进化而来,以及巨齿鲨等已灭绝物种是否属于暖体鱼类,也一直存在争议。巨齿鲨通常被称为"Meg",是一种已经灭绝的鲨鱼物种,生活在大约2300万年前到360万年前,即中新世早期到上新世末期。据估计,巨齿鲨的体长可达60英尺,它不仅是世界上最大的鲨鱼,也是有史以来最大的鱼类之一。它的牙齿粗壮有力,有时超过七英寸长,这表明它的咬合力非常强大,能够咬碎猎物的骨头,这些猎物可能包括鲸鱼、海豚、海豹和其他大型海洋动物。发现温血古鲨在都柏林圣三一学院领导的一项新研究中,研究人员发现了一种相对古老(但仍然存活)的鲨鱼物种-小齿沙虎鲨,这种鲨鱼被认为是在至少2000万年前从巨齿鲨分化出来的,其解剖学特征表明它是一种区域性内温动物。研究人员还发现,移动缓慢、滤食性的姥鲨也是区域性内温动物,他们现在相信,温血鲨鱼的数量比科学界想象的要多,而且温血鲨鱼是在很久以前进化而来的。来自圣三一自然科学学院的尼古拉斯-佩恩博士是本周发表在《生物学通讯》上的这项研究的资深作者。他说:"我们认为这是一个重要的发现,因为如果沙虎鲨具有区域性内热,那么很可能还有其他几种鲨鱼也具有暖性体质。我们过去认为区域性内热仅限于大白鲨和已灭绝的巨齿鲨等顶级掠食者,但现在我们有证据表明,深水'底栖'沙虎鲨和吃浮游生物的姥鲨也是暖性体质。这就提出了许多新的问题,即为什么会进化出区域性的内温性,但这也可能会对保护产生重要影响。"研究小组(包括来自比勒陀利亚大学、ZSL、苏黎世大学、斯旺西大学、史密森尼热带研究所和都柏林大学农业食品科学与兽医学院的科学家)对被冲到爱尔兰和英国的小齿沙虎鲨尸体进行了解剖。对物种保护的影响同样来自三一学院的海莉-多尔顿(HaleyDolton)博士是这项研究的主要作者。她说:"我们对科学的理解在不断加深,而且我们越来越清楚地认识到,无论过去发生了什么区域性内温进化,越来越多生活方式迥异的鲨鱼物种都保留了这种进化。当我们第一次意识到小齿虎具有与区域性内温相关的特征时,我想'又来了!',但下一次我们在其他物种身上看到它时,我可能就不会那么震惊了。""对于海洋生物学家来说,这一发现本身非常有趣,但从保护的角度来看,它对区域性内温动物也有重大影响。我们认为,过去深海环境的变化是巨齿鲨灭绝的主要原因,因为我们认为它无法再满足作为大型区域性内温动物的能量需求。我们知道,现在海洋正在以惊人的速度变暖,而被冲到爱尔兰的小齿虎是第一次在这片水域看到。这意味着它的活动范围已经发生了变化,可能是由于水域变暖的缘故,因此我们敲响了几声警钟"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395481.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1395481.htm

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NASA卫星从太空中捕捉到“鲨鱼火山”的喷发据BGR报道,一些人可能看过《鲨卷风》(Sharknado)这部电影:其讲述了一场可怕的超级龙卷风把鲨鱼带到了洛杉矶。而现在我们将看到“鲨鱼火山”(Sharkcano)。在巴布亚新几内亚以东,斐济西北,距离澳大利亚东北海岸约1243英里,是被称为所罗门群岛的南太平洋岛国。在它中间坐落着卡瓦奇火山,这是西南太平洋最活跃的海底火山之一。事实上,自1939年以来,这座火山一直在不断地喷出蒸汽和火山灰,甚至被称为创造了临时的、短暂的岛屿,被海洋冲走。根据Space.com的报道,它距离一个充斥着构造活动的俯冲区仅18英里。说实话,卡瓦奇火山没有什么特别不寻常的地方。除了在最近的一次喷发中......鲨鱼“喷涌而出”。科学家们发现,鲨鱼生活在淹没的火山口中,这相当奇特。今年5月,美国宇航局(NASA)的二代陆地成像仪(搭载在Landsat9卫星上)成功拍到了卡瓦奇火山爆发的照片。虽然火山口只在水面以下65英尺,但底部却在海底约3937英尺(0.75英里)处。根据NASA地球观测站的数据,卡瓦奇火山上一次有重大喷发要追溯到2014年。但是直到2015年,一个研究小组才去调查这个水下奇迹。其发现的时间,加上相对缺乏任何重大的喷发,解释了为什么我们没有听到多少关于“鲨鱼火山”的消息...直到现在。海洋学家们发现,一个由胶质类浮游动物、蓝鳍鲹和鲷鱼等小鱼以及400多种鲨鱼中的两种--双髻鲨和丝鲨--组成的整个生物生态系统正相当愉快地生活在卡瓦奇火山附近。在其他海底火山中发现的热液羽流被认为含有过热的"颗粒物质"云,其氦(3He)和硫的水平得到提高,但也具有削弱的pH值(通过地球观测站)。事实上,在这次任务中,当一名潜水员暴露的皮肤接触到羽流中的酸性气泡的外线时,他经历了疼痛。海洋学家们因此对海洋动物的适应能力进行了更深入的研究。如果鲨鱼和其他海洋生物能够在这样的极端条件下生存,甚至茁壮成长,这也给他们带来了希望,即尽管人类对地球和海洋做了什么,大自然总会找到出路。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308443.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1308443.htm

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研究人员探索海洋掠食者为何频繁潜入黑暗的深海

研究人员探索海洋掠食者为何频繁潜入黑暗的深海来自300多个大型海洋捕食者标签的数据以及船载声纳表明了海洋黄昏区的生态重要性。如果你曾亲眼目睹过鲨鱼破水而出--无论是亲眼所见还是在互联网上的某个地方--那一刻虽然转瞬即逝,但却令人敬畏,而这只是鲨鱼在海面上停留时间的一小部分。在大部分时间里,鲨鱼和其他大型海洋掠食者都消失在人们的视线之外,这不禁让人产生疑问:它们去哪儿了?一项新的研究表明,鲨鱼、金枪鱼和长咀鲉等大型掠食性鱼类会出人意料地多次进入深海--尤其是位于海面以下200米至1000米的中深海区。该研究称,这一区域也被称为海洋的暮光区,一直被忽视为大型掠食性物种的重要栖息地。该论文于11月6日发表在《美国国家科学院院刊》上。一项新的研究表明,鲨鱼、金枪鱼和长咀鲉等大型掠食性鱼类对深海--尤其是海洋的黄昏区--的访问次数令人惊讶,而黄昏区作为大型掠食性鱼类的重要栖息地一直被忽视。在伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)助理科学家卡姆林-布劳恩(CamrinBraun)的领导下,这项研究吸收了来自多个科研合作伙伴的大量数据。他和合著者综合了来自电子标签、船载声纳、地球观测卫星和数据同化海洋模型的数据,量化了深潜对大型中上层掠食者的生态意义。他们强调,一个健康的中深海区也能为人类带来诸多益处和生态系统服务。布劳恩说:"无论你观察哪种顶级掠食者,或者你观察它们在全球海洋中的位置,它们都会在深海中度过一段时间。所有这些我们认为是表层海洋居民的动物,对深海的利用远远超过了我们之前的想象。"科学家们利用来自344个电子标签的数据,对北大西洋的12个物种,包括白鲨、虎鲨、鲸鲨、黄鳍金枪鱼、箭鱼等,进行了46659天的追踪。一项新的研究表明,鲨鱼、金枪鱼和长咀鲉等大型掠食性鱼类到访深海的次数之多令人吃惊--尤其是海洋的黄昏区,这里一直被忽视为大型掠食性鱼类的重要栖息地。图片来源:鳕鱼角近海的蓝鲨/©EricSavetsky标签记录下的这些鱼类的潜水模式随后与声纳数据进行了比对,后者显示了深散射层(DSL)的日常运动--在这一区域,大量的小鱼和海洋生物密密麻麻地聚集在一起,以至于最初使用声纳的科学家误以为该层是海底。白天,深海层中的动物栖息在中深海区。但当太阳落山时,其中许多个体,如鱼类、软体动物、甲壳类动物等,会游到表层水域觅食。当太阳再次出现在地平线上,将光线散射到海面上时,它们又会回到黄昏区,在那里一直待到夜幕降临。这种每日的节律被称为"昼夜垂直迁移",世界卫生组织海洋研究所的科学家们对这种模式已经研究了几十年。汇集数据和惊人发现新西兰奥克兰大学专门从事声学研究的合著者和合作者爱丽丝-德拉-彭纳(AliceDellaPenna)说,数据集如此吻合令人惊讶。"当我们从不同的角度,从潜水和声学的角度一起来观察这个特定的过程时,看到一切都水到渠成,非常令人兴奋"。经过多年的数据收集和分析,这篇新论文有助于揭示与DSL相适应的捕食者(大概是为了捕食较小的猎物),以及经常偏离日常垂直迁移模式的动物,从而进一步提出疑问:如果不是为了觅食,它们为什么潜得这么深?布劳恩说,有几个物种完全符合它们下潜觅食的预期,但有些行为并不仅仅是为了觅食。例如,剑鱼就像钟表一样遵循"昼夜垂直迁移"模式。但也有一些"非常令人惊讶的行为偏差",他解释说,"比如箭鱼不是潜到1500英尺,而是潜到3000或6000英尺,比我们预期的觅食行为要深得多。"探索深潜的其他动机这意味着它们可能出于其他原因潜入水下,而这些原因尚不完全清楚。根据这项研究,以前的工作已经指出,这些垂直运动可能是为了躲避捕食者或帮助导航。尽管存在这些异常现象,但研究中包括的所有大型物种都以这样或那样的方式与中上层生物发生了相互作用,研究发现,这些捕食者潜入海洋深处一个看似荒凉的地方是值得的,那里光照不足、气压高、温度接近冰点。"鲨鱼和金枪鱼在进化过程中相距甚远,感官系统截然不同。然而,这两种鱼类都发现这种行为是值得的,"世界卫生组织渔业研究所鱼类生态学家、本研究共同作者西蒙-索罗尔德(SimonThorrold)说。Thorrold说,由于有大量鱼类和生物进行这种跋涉,这些物种有可能将大量二氧化碳从海面转移到深海,并在那里停留数百年。Thorrold说:"由于暮光区对许多商业捕捞的大型物种显然非常重要,因此这些深海生物量所提供的生态系统服务价值不菲。论文强调,保持中层海洋的完整性符合所有人的利益,在进行捕捞或开采活动之前,进一步研究这些深海食物网非常重要。"论文指出,"正在进行的捕捞活动与中上层捕食者分布的重叠、气候引起的中上层生态系统的预期变化以及对中上层生物量的潜在提取"都会危及这一重要的生态系统。"德拉彭纳说:"我们发现,中层水为海洋的其他部分提供了重要支持。"如果我们在了解这些中层生态系统的运作方式之前就开始开发它们,那么我们将面临造成不易逆转的破坏的巨大风险。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396347.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1396347.htm

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新西兰发现南半球最古老的海洋爬行动物化石 重新定义海洋进化

新西兰发现南半球最古老的海洋爬行动物化石重新定义海洋进化重建南半球最古老的海洋爬行动物。约2.46亿年前,诺托萨斯龙在现在的新西兰南极古海岸游动。图片来源:StavrosKundromichalis爬行动物首次入侵海洋是在一场灾难性的大灭绝之后,这场灭绝摧毁了海洋生态系统,并为近2.52亿年前恐龙时代的到来铺平了道路。这一进化里程碑的证据仅在全球少数地方被发现:北极斯匹次卑尔根岛、北美西北部和中国西南部。这次发现虽然只是从新西兰南岛哈珀山脚下溪床的一块巨石中发掘出的一块脊椎骨,但却为我们揭开了南半球早期海洋爬行动物的神秘面纱。新西兰Nothosaur脊椎骨的原始化石。南半球最古老的海洋爬行动物。资料来源:BenjaminKear在恐龙统治陆地之前,爬行动物统治海洋长达数百万年。现存种类最多、地质年代最长的类群是蛇颈龙类,其进化历史超过1.8亿年。该类群包括蛇颈龙(plesiosaurs),与尼斯湖水怪的形象十分相似。Nothosaur是蛇颈龙的远祖。它们可以长到七米长,用四只像桨一样的肢体游泳。Nothosaur的头骨扁平,头骨上有细长的锥形牙齿,用来捕捉鱼和乌贼。新西兰的这只Nothosaur是在1978年的一次地质调查中发现的,但直到来自瑞典、挪威、新西兰、澳大利亚和东帝汶的古生物学家联合起来,对脊椎骨和其他相关化石进行研究和分析后,人们才充分认识到它的重要性。新西兰Nothosaur的复原图。南半球最古老的海洋爬行动物。图片来源:JohanEgerkrans"在新西兰发现的nothosaur比以前已知的南半球最古老的蜥脚类化石要早4000多万年。"研究报告的第一作者、乌普萨拉大学进化博物馆的本杰明-科尔(BenjaminKear)博士解释说:"我们的研究表明,这些古老的海洋爬行动物生活在当时南极圈内海洋生物繁衍生息的浅海沿岸环境中。"乌普萨拉大学进化博物馆古脊椎动物馆馆长兼古生物学研究员本杰明-卡尔博士。图片来源:大卫-内勒最古老的Nothosaur化石距今约2.48亿年,是沿着一条古老的北部低纬度带发现的,该低纬度带从遥远的泛塔拉萨超级大洋的东北边缘延伸到西北边缘。关于它的起源、分布以及何时到达这些遥远地区仍存在争议。一些理论认为,它们或者是沿着北部极地海岸线迁徙,或者是游过内陆海道,或者是利用洋流穿越Panthalassa超级大洋。Kear说:"我们利用一个经过时间校准的蛇颈龙类全球分布进化模型表明其起源于赤道附近,然后在标志着恐龙时代开始的大灭绝之后,随着复杂海洋生态系统的重建,蛇颈龙类迅速向北和向南扩散。""恐龙时代开始时,全球气候极度变暖,使这些海洋爬行动物得以在南极繁衍生息。这也表明,古代极地地区很可能是它们最早的全球迁徙路线,就像今天鲸鱼进行的史诗般的跨洋旅行一样。毫无疑问,在新西兰和南半球其他地方,还有更多早已灭绝的海怪化石遗迹等待我们去发现。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1436242.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1436242.htm

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