蝴蝶的起源：科学家揭开一亿年前的谜团

蝴蝶的起源：科学家揭开一亿年前的谜团现在，科学家们已经发现了第一批蝴蝶的发源地，以及了解到它们依靠哪些植物作为食物。在得出这些结论之前，来自几十个国家的研究人员创建了世界上最大的蝴蝶生命树，它由代表所有蝴蝶科和92%的属的2000多个物种的DNA组装而成。以这个框架为指导，他们在一个拼图中追溯了蝴蝶在不同时期的运动和进食习惯，并将其源头指向了北美和中美洲。根据他们最近发表在《自然生态学与进化》杂志上的结果，这里是第一批蝴蝶飞翔的地方。对于主要作者、佛罗里达自然历史博物馆鳞翅目馆长AkitoKawahara来说，这个项目已经进行了很长时间。现已被整理出来的有大约19000个蝴蝶物种，将这一群体的1亿年历史拼凑起来需要有关其现代分布和宿主植物的信息。在这项研究之前，没有一个地方可以让研究人员去获取这种类型的数据。Kawahara说："在许多情况下，我们需要的信息存在于尚未数字化的野外指南中，而且是用各种语言写的。"作者们并不气馁，决定建立他们自己的、可公开使用的数据库，费尽心思地将书籍、博物馆藏品和孤立的网页的内容翻译并转移到一个单一的数字资源库中。所有这些数据的基础是11个罕见的蝴蝶化石，没有这些化石就不可能进行分析。蝴蝶的翅膀薄如纸，毛发细如丝，因此在化石记录中很少被保存下来。为数不多的蝴蝶可以作为遗传树的校准点，使研究人员能够记录关键进化事件的时间。研究结果讲述了一个动态的故事--一个充斥着快速多样化、摇摆不定的进展和不可能的分散的故事。一些群体穿越了不可能的遥远距离，而另一些群体似乎停留在一个地方，当大陆、山脉和河流在它们周围移动时依然保持静止。蝴蝶首次出现在北美洲中部和西部的某个地方。当时，北美洲被一条广阔的海路一分为二，将大陆一分为二，而今天的墨西哥则与美国、加拿大和俄罗斯连成一条长长的弧线。南北美洲还没有通过巴拿马地峡连接在一起，但蝴蝶在穿越它们之间的海峡时几乎没有遇到困难。尽管南美洲离非洲相对较近，但蝴蝶还是选择绕道而行，穿过白令陆桥进入亚洲。从那里，它们迅速覆盖地面，辐射到东南亚、中东和非洲之角。它们甚至到达了印度，那里当时是一个孤立的岛屿，四面都被数英里的公海隔开。更令人惊讶的是，它们到达了澳大利亚，而澳大利亚当时仍然与南极洲缝合在一起，是超级大陆盘古大陆的最后一个组合残余。当全球温度较高时，蝴蝶可能曾经生活在南极洲，在两块陆地分离之前，它们穿过该大陆的北部边缘进入澳大利亚。在更远的北方，蝴蝶在亚洲西部的边缘徘徊了可能长达4500万年，最后迁移到欧洲。Kawahara解释说，这种长时间停顿的原因尚不清楚，但其影响在今天仍然明显。"与世界其他地区相比，欧洲的蝴蝶种类并不多，而它所拥有的蝴蝶往往可以在其他地方找到。例如，欧洲的许多蝴蝶在西伯利亚和亚洲也有。"一旦蝴蝶站稳脚跟，它们就会很快与它们的植物宿主一起实现多样化。到6600万年前恐龙被消灭的时候，几乎所有的现代蝴蝶家族都已经来到，而且每一个家族似乎都对一组特定的植物有一种特殊的亲和力。Kawahara说："我们在进化的时间尺度上研究了这种关联，在几乎所有的蝴蝶家族中，豆类植物都是祖先的宿主。在所有蝴蝶的祖先中也是如此。"此后，豆类植物增加了它们的传粉者名册，包括各种蜜蜂、苍蝇、蜂鸟和哺乳动物，而蝴蝶也同样扩大了它们的食谱。根据研究报告的共同作者、佛罗里达博物馆馆长和杰出教授帕梅拉-索尔蒂斯的说法，蝴蝶建立的植物学伙伴关系帮助它们从飞蛾的小分支转变为今天世界上最大的昆虫群体之一。她说："自从蝴蝶的起源以来，蝴蝶和开花植物的进化一直不可避免地交织在一起，它们之间的密切关系导致了两个品系的显著多样化事件。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1360195.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1360195.htm

兰科与果蝇 - 科学家发现植物与动物的独特新关系

兰科与果蝇-科学家发现植物与动物的独特新关系众所周知，兰科植物会通过模仿食物来源、繁殖地甚至配偶来诱使传粉昆虫访问花朵，但实际上并不提供任何回报。吃真菌、不进行光合作用的兰花属天竺葵也不例外：为了吸引果蝇（果蝇属），植物通常会散发出一种气味，就像它们通常以发酵水果或腐烂蘑菇为食一样。一只果蝇幼虫正在吞食地面上腐烂的花朵组织。资料来源：SuetsuguKenji果蝇被引诱到花丛中，被困在花丛中一小会儿，背上就会沾上花粉，然后把花粉传给同种的其他植物。因此，这种欺骗性的关系只对一方有利。神户大学的植物生物学家SuetsuguKenji是研究这些兰科的专家，他注意到该属的某一物种Gastrodiafoetida的花瓣特别肥厚，授粉后几天就会腐烂脱落。他决定对这些植物进行调查，寻找兰科进行"苗圃授粉"的第一个实例，即植物为授粉者提供繁殖地点。一只果蝇在天麻花内产卵。图片来源：SuetsuguKenji事实上，在发表于《生态学》（Ecology）杂志的研究报告中，他发现果蝇经常把卵产在这种植物的花朵中，而且它们的幼虫可以在这种环境中完全发育成成蝇。Suetsugu说："最引人入胜的一点是，与其俗称的'水果'蝇相反，专门以蘑菇为食的果蝇（Drosophilabizonata）主要利用腐烂的天麻花（Gastrodiafoetida）作为产卵场所。一种可能的解释是，天麻是一种非光合兰花，以真菌为食。这些非光合兰科经常表现出与它们同化的真菌相似的化学性质，作为一种以蘑菇为食的植物，G.foetida的味道很可能与蘑菇相似，这使它成为专食蘑菇的果蝇的主要目标。这一发现意义重大，因为它发现了一种新型的苗圃授粉系统，超越了该属植物中常见的欺骗策略。神户大学的研究人员进一步解释说，这种关系既不是强制性的，也不是特定的，也就是说，果蝇也会在真菌上产下发育完全的卵。因此，这一发现可能代表了从欺骗性关系向互利共生关系过渡的一个例子，这有两个因素：一是植物的成本很低，因为授粉后不再需要花瓣；二是近缘的天麻科植物主要采用欺骗性策略，而不提供苗圃。一朵濒临腐烂的天麻花。图片来源：SuetsuguKenjiSuetsugu总结道："兰科有近30000个品种，是世界上种类最繁多的植物群体。此外，它还有助于人们了解自然界中错综复杂的互利关系。对植物如何提供真正的益处而不仅仅是欺骗授粉者的理解，可能会影响对植物与动物相互作用及其进化动态的更广泛研究"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380021.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380021.htm

新研究揭示了植物生物学的有趣见解：长时间的渐变搭配短暂的创新

新研究揭示了植物生物学的有趣见解：长时间的渐变搭配短暂的创新一项新的研究揭示，植物的进化包括长时间的渐变，其间夹杂着短暂的大规模创新，尤其是在应对环境挑战时。这挑战了以往认为植物进化史的早期会发生类似动物的突变的观点。这些发现推翻了人们长期以来的看法，即植物的基本类型与动物一样，是在进化史早期的一次大爆发式突变中进化而来的。在苏格兰凯恩戈姆国家公园的沼泽溪流中，从苔藓到开花物种等多种陆生植物共同生长。图片来源：英国爱丁堡大学SandyHetherington共同第一作者、布里斯托尔大学古生物学教授菲利普-多诺霍（PhilipDonoghue）说："虽然植物在设计和组织方面异常多样，但它们有一个共同的祖先，这个祖先起源于十多亿年前的海洋。"我们想测试一下，它们的进化史是否真的在早期就发生了大爆炸，还是进化过程更加缓慢和持续。令人惊讶的是，结果显示植物的进化有点混合，长时间的渐变被短时间的大规模创新所打断，从而克服了生活在干燥陆地上的挑战"。为了验证这一理论，科学家团队分析了248组植物的异同，从单细胞的池塘浮渣和海藻到陆地植物，包括从苔藓和蕨类植物到松树、针叶树和开花植物。他们还研究了160个仅从化石记录中得知的已灭绝类群，其中包括生活在4亿多年前的泥盆纪莱尼石器中的物种。通过将植物设计分解成各个组成部分，并记录每个主要类群（包括活体和化石）中存在或不存在的植物，他们得出了13万多个观察结果。计算机统计技术测量了各组之间的总体相似性和差异，以及它们如何随时间而变化。苔藓Polytrichumcommune，它是陆生植物祖先的近亲之一。图片来源：自然历史博物馆SilviaPressel科学家们还试图找出导致这些进化创新的原因，如孢子、种子、根、叶、花粉和花的引入。共同第一作者、布里斯托尔大学生物科学副研究员詹姆斯-克拉克（JamesClark）博士说："我们发现，植物解剖设计的变化与整个细胞基因构成翻倍的事件有关。这种情况在植物进化史上发生过很多次，原因是基因组复制过程中出现了错误，产生了基因的重复拷贝，这些拷贝可以自由变异并进化出新的功能"。但研究发现，植物解剖进化的主要脉动与在日益干燥的环境中生存和繁殖的挑战有关，与植物从海洋逐渐出现在陆地上有关。共同第一作者桑迪-赫林顿（SandyHetherington）博士对陆地植物进化的痴迷始于他在布里斯托尔大学（UniversityofBristol）刚起步的地质学家时期，现在他在爱丁堡大学（UniversityofEdinburgh）继续从事这方面的工作。他说："总的来说，植物解剖设计进化过程中的偶发性脉冲模式与其他多细胞复杂生命王国（如动物和真菌）的进化模式相吻合。这表明它是复杂多细胞生命从诞生之初的一般模式和蓝图"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383057.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383057.htm

科学家评选出“大黄蜂友好型花园”的首选植物

科学家评选出“大黄蜂友好型花园”的首选植物来自俄亥俄州立大学的研究人员在2017年和2018年夏天观察了俄亥俄州的大黄蜂和96种开花植物之间的22999次互动。该研究确定了最适合大黄蜂吃作为主菜的植物：乳草、本地蓟草、牵牛花、紫锥花、胡萝卜、红菽草、薇菜、松香草。丰度较低的首选植物包括草本威灵仙和野生靛蓝。该研究的合著者之一凯伦-古德尔说："获得超过2万个个体识别的大黄蜂访问特定花种的观测数据集是相当令人难以置信的。这个项目的关键之一是有花的关联，以及对花的丰度的估计，所以我们也计算了花的数量。"大黄蜂数量下降的一个迹象是，在俄亥俄州历史上发现的16种大黄蜂中，研究人员只观察到了10种，其中8种的丰度足以列入研究范围。最经常观察到的物种是常见的东部大黄蜂（B.impatiens）。"知道我们有哪些物种以及它们喜欢吃什么真的很重要，因为它们中的任何一个都可能变得稀有，"古德尔说。"这并不是说我们在照顾我们的自然区域方面做得很好。我们对它们的喜好掌握的信息越多，我们就能更好地管理它们的栖息地。"研究人员发现，大黄蜂并不是随机地挑选它们所访问的花朵。相反，它们更喜欢特定的植物，而不是其他植物，不管这些植物是否容易获得。该研究的主要作者JessieLantermanNovotny说："我们想知道的是，如果其他条件都相同，它们实际上更喜欢什么？有些花的数量较少，但蜜蜂会主动寻找--它们不一定吃最多的东西。也有一些植物是它们避开的。无论某些花的数量有多少，它们都说，'不，谢谢'。"有趣的是，研究人员发现，不同的大黄蜂物种喜欢不同的植物，只有少数几个物种共享花卉资源。这种策略使蜜蜂能够互相生活和觅食，并有大量的食物可供利用。"我们比较了每个大黄蜂物种使用最多的花朵，物种只重叠了三分之一或更少，"兰特曼-诺沃特尼说。"低重合度可以缓解竞争，所以所有这些物种可以一起共存。"大黄蜂大而强壮，能够远距离飞行，是农作物授粉的关键角色。它们抓住花朵上产生花粉的部分，抖动翅膀上的肌肉来驱赶花粉掉落，这对野生植物和西红柿、蓝莓和南瓜等作物至关重要。大黄蜂（Bombus属）有250多个品种，主要生活在北半球的温带气候中。但由于栖息地的丧失、气候变化和疾病，大黄蜂的数量正在减少。在美国，虽然一些大黄蜂的物种在增加，但其他物种却在急剧下降。虽然这项研究的重点是中西部的蜜蜂，但研究结果为其他地区的研究提供了指导。该研究发表在《生态圈》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361205.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361205.htm

科学家发现1.8 亿年前第一批"温血"恐龙的潜在起源

科学家发现1.8亿年前第一批"温血"恐龙的潜在起源最新研究表明，在侏罗纪早期，一些恐龙可能已经发展出内部调节体温的能力，使它们能够适应寒冷的气候，在环境挑战中生存下来。这幅艺术家的印象图显示的是雪地里的单脊龙，一种有羽毛的兽脚类恐龙。电影《侏罗纪公园》中的迅猛龙就是一种著名的单脊龙。图片来源：DavideBonadonna/UniversidadedeVigo/UCL发表在《当代生物学》（CurrentBiology）杂志上的这项新研究利用1000块化石、气候模型和该时期的地理环境以及恐龙进化树，考察了恐龙在整个中生代（距今2.3亿年至6600万年前的恐龙时代）地球上不同气候条件下的分布情况。研究小组发现，在侏罗纪早期，恐龙三大类群中的两个类群--兽脚类恐龙（如霸王龙和迅猛龙）和鸟脚类恐龙（包括食植物的剑龙和三角龙的近亲）--迁移到了气候寒冷的地区，这表明它们可能在此时发展出了内热（内部产生热量的能力）。相比之下，包括雷龙和Diplodocus在内的另一个主要类群--剑龙，则一直生活在地球上较温暖的地区。以前的研究发现，鸟脚类和兽脚类具有与温血动物有关的特征，其中一些已知具有羽毛或原羽，可以隔绝体内的热量。第一作者、伦敦大学洛杉矶分校地球科学学院的阿尔菲奥-亚历山德罗-奇亚伦扎博士说："我们的分析表明，在距今1.83亿年前的缺氧事件（Jenkynsevent）前后，主要恐龙类群出现了不同的气候偏好，当时强烈的火山活动导致全球变暖和植物类群灭绝。在这个时期，出现了许多新的恐龙类群。内热的采用也许是这场环境危机的结果，它可能使兽脚类恐龙和鸟脚类恐龙能够在更寒冷的环境中茁壮成长，使它们能够高度活跃并维持更长时间的活动，更快地发育和成长，并产生更多的后代"。共同作者、西班牙维哥大学的萨拉-瓦雷拉（SaraVarela）博士说："我们的研究表明，鸟类独特的温度调节能力可能起源于侏罗纪早期。另一方面，长脚类动物生活在气候温暖的地区，大约在这个时期长到了巨大的体型--这可能是环境压力造成的另一种适应。它们较小的表面积与体积比意味着这些较大的生物散失热量的速度会降低，从而使它们能够更长时间地保持活跃"。在这篇论文中，研究人员还研究了鸟脚类恐龙是否可能停留在低纬度地区，以食用在寒冷的极地地区无法获得的更丰富的树叶。相反，他们发现鸟脚类恐龙似乎在干旱的、类似热带草原的环境中茁壮成长，这支持了这样一种观点，即鸟脚类恐龙被限制在较温暖的气候中更多地与较高的温度有关，然后才是更冷血的生理机能。在那个时期，极地地区较为温暖，植被丰富。缺氧事件发生在熔岩和火山气体从地球表面长长的裂缝中喷出，覆盖了地球的大片区域之后。共同作者、西班牙马德里国家自然科学博物馆的胡安-L-坎塔拉皮埃德拉博士说："这项研究表明，气候与恐龙的进化过程密切相关。它揭示了鸟类如何从恐龙祖先那里继承了一种独特的生物特征，以及恐龙适应复杂和长期环境变化的不同方式。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431679.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431679.htm

科学家为6000年前西瓜籽测序 迄今最古老植物基因组破译

科学家为6000年前西瓜籽测序迄今最古老植物基因组破译一个国际科研团队对在利比亚撒哈拉沙漠考古遗址收集的新石器时代的西瓜种子进行测序，破译了迄今最古老的植物基因组。对6000年前的西瓜种子进行测序，为西瓜的驯化提供了新线索，有助研究如何增强西瓜的抗旱、抗病虫害能力。相关论文发表于最近的《分子生物学与进化》杂志。科学家们普遍认为西瓜来自非洲，但究竟何时何地从野生西瓜中驯化出果肉红甜的西瓜，还是个谜。此前认为，西瓜最有可能首先在尼罗河流域和现在的北苏丹被驯化，但20世纪90年代初，科学家们在利比亚新石器时代的乌安·穆胡贾格遗址发现了疑似西瓜籽，这让他们困惑不已。为更好地了解西瓜从野生植物到驯化作物的历程，研究人员收集并分析了英国皇家植物园邱园植物标本馆收集的几十个西瓜和西瓜亲缘种的种子。他们还获得并研究了来自利比亚和苏丹的种子化石，其放射性碳年代(C-14)分别为6000年和3000年前。该研究负责人之一、英国谢菲尔德大学的纪尧姆·乔米基博士等人从利比亚和苏丹的种子以及植物标本库收集的种子中生成了基因组序列，并将这些数据与收集的重要种质重新测序的基因组一起进行了分析。他们发现，最古老的种子来自一种名为egusi瓜的植物，egusi瓜是一种目前仅限于西非种植的西瓜。由于这种西瓜果肉中含有葫芦素，因此它们生吃时是苦的，不可食用，取而代之的是它们的种子，用于炖菜和汤中，大小和味道与南瓜籽相似。通过更好地了解这些古代水果的基因组成，研究人员希望能更清楚地描绘西瓜的驯化过程，此外，绘制数千年来基因交换的图表，也有助于科学家确定有利的基因特征，增强植物对干旱、疾病和害虫的抵抗能力。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313575.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313575.htm